WO2012165506A1 - 精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法 - Google Patents

精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法 Download PDF

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WO2012165506A1
WO2012165506A1 PCT/JP2012/063994 JP2012063994W WO2012165506A1 WO 2012165506 A1 WO2012165506 A1 WO 2012165506A1 JP 2012063994 W JP2012063994 W JP 2012063994W WO 2012165506 A1 WO2012165506 A1 WO 2012165506A1
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WO
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naphthalenedicarboxylic acid
amine
amine salt
aqueous solution
purified
Prior art date
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PCT/JP2012/063994
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Inventor
秀治 倉島
正義 林
橋本 晃男
重松 隆助
Original Assignee
三菱瓦斯化学株式会社
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C51/487Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by treatment giving rise to chemical modification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
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    • C07C51/43Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change of the physical state, e.g. crystallisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C51/50Use of additives, e.g. for stabilisation
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    • C07C63/00Compounds having carboxyl groups bound to a carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C07C63/33Polycyclic acids
    • C07C63/337Polycyclic acids with carboxyl groups bound to condensed ring systems
    • C07C63/34Polycyclic acids with carboxyl groups bound to condensed ring systems containing two condensed rings
    • C07C63/38Polycyclic acids with carboxyl groups bound to condensed ring systems containing two condensed rings containing two carboxyl groups both bound to carbon atoms of the condensed ring system

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing purified naphthalenedicarboxylic acid.
  • Naphthalenedicarboxylic acid is a commercially important item as a chemical intermediate, and has a wide demand as a raw material for polyesters and polyamides used particularly for fibers, bottles and films.
  • 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is useful as a raw material for polyethylene naphthalate (PEN) and aromatic liquid crystal polymer having excellent physical properties and mechanical properties, and the demand is increasing in recent years.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • aromatic liquid crystal polymer having excellent physical properties and mechanical properties
  • naphthalenedicarboxylic acid As a method for producing naphthalenedicarboxylic acid, there is known a method in which a naphthalene compound having two substituents is oxidized at high temperature and high pressure with molecular oxygen in the presence of a heavy metal such as Co or Mn and a bromine compound in an acetic acid solvent. ing.
  • the product obtained by this production method includes not only the desired naphthalenedicarboxylic acid, but also monocarboxylic acids and aldehydes which are intermediate products of the oxidation reaction, bromine adducts derived from the catalyst, coloring components and oxidation catalyst. At least one selected from the derived metal components such as Co and Mn is contained as an impurity.
  • a product containing not only naphthalenedicarboxylic acid but also impurities is called crude naphthalenedicarboxylic acid.
  • crude naphthalenedicarboxylic acid When crude naphthalenedicarboxylic acid is used as a polymer raw material, the resulting resin is not suitable as a polymer raw material because physical properties such as heat resistance, mechanical strength, and dimensional stability and mechanical properties are reduced.
  • crude naphthalenedicarboxylic acid is generally colored yellow, orange or black and is not suitable for applications requiring transparency, such as bottles and films. For this reason, there is a need to increase the purity of naphthalenedicarboxylic acid by removing impurities, that is, to develop an industrially advantageous production method of high-purity naphthalenedicarboxylic acid with little coloration.
  • naphthalenedicarboxylic acid has a lower autolysis temperature than its boiling point and melting point, it cannot be purified by distillation. Moreover, it is hardly soluble in various solvents, and purification by crystallization is difficult.
  • Patent Document 1 discloses a method in which crude naphthalenedicarboxylic acid is dissolved in an aliphatic amine aqueous solution, and the salt is thermally decomposed after crystallization of the amine salt by cooling or concentration.
  • Patent Document 2 crude 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is dissolved in an amine aqueous solution, subjected to hydrogenation treatment, and then the amine compound is distilled off to precipitate 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, thereby purifying 2,
  • a method for obtaining 6-naphthalenedicarboxylic acid is disclosed.
  • Patent Document 3 discloses a method of crystallizing a naphthalenedicarboxylic acid amine salt with a water / ketone solvent and then decomposing the amine salt.
  • Patent Document 4 a salt of an aromatic dicarboxylic acid, an aliphatic amine and / or an alicyclic amine (hereinafter sometimes referred to as amines) is dissolved in water, adsorbed on activated carbon, and purified before being purified.
  • a method for decomposing amine salts by heating under is disclosed.
  • Patent Document 5 a crude naphthalenedicarboxylic acid, an amine, and a water-containing solvent are mixed under conditions under which a crystal of an amine salt of naphthalenedicarboxylic acid is precipitated to obtain an amine salt crystal, and then the amine salt crystal is dissolved in water.
  • Disclosed is a method for decomposing a salt after it has been allowed to form.
  • Patent Document 6 crude naphthalenedicarboxylic acid was dissolved in an aqueous solution containing aliphatic amines, and heavy metal content was filtered or removed after filtration by solid adsorbent to naphthalene dicarboxylic acid to 100 ppm or less.
  • the methyl naphthoic acid produced at this time was precipitated together with 2,6-naphthalenedicarboxylic acid when the amine compound was distilled off, and could not be removed sufficiently.
  • hydrophilic impurities such as bromine adduct, tricarboxylic acid, and tetracarboxylic acid are often removed with respect to other impurities, in addition to the above-mentioned methylnaphthoic acid, it is relatively low in hydrophilicity such as naphthoic acid.
  • the removal performance of impurities and trimellitic acid was low.
  • the method described in Patent Document 3 is insufficient in terms of process cost because it requires a large energy cost for crystallization.
  • the method described in Patent Document 4 has a drawback that a large amount of activated carbon is required mainly for decolorization.
  • the removal performance of organic impurities, such as monocarboxylic acid and tricarboxylic acid is not high.
  • Patent Document 5 The method described in Patent Document 5 is simply mixing crude naphthalenedicarboxylic acid, amine and hydrous solvent, and from the crude naphthalenedicarboxylic acid crystal to the naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal without going through the total dissolved state by the temperature raising operation. In other words, the reaction from solid to solid proceeds. Therefore, there is an advantage that the energy cost can be greatly reduced as compared with the conventionally reported methods such as a method of cooling the amine salt after dissolving it in water to obtain purified crystals and a method of crystallization.
  • the amine addition for forming the amine salt is added all at once as in Patent Document 5, crystals of the amine salt with a small particle size are obtained.
  • Patent Document 5 discloses that an aromatic polycarboxylic acid amine salt with reduced organic impurities obtained by salt formation operation is dissolved in water to form an aqueous solution, and is subjected to solid-liquid separation such as filtration, centrifugation, and decantation. There is a description that foreign substances and insolubilized metal impurities are removed. However, specifically, only filtration using a 1 ⁇ m filter by a laboratory method is used, and there is no description of an industrial method. Moreover, when the present inventors examined the separation method of the metal content by patent document 5 in detail, only melt
  • the desired hue improvement and a high recovery rate can be obtained, but the residual amount of 2,6-formylnaphthoic acid (FNA) is 200 ppm at the best when no hydrogenation treatment is performed, which is sufficient for reducing organic impurities. The degree of purification is not obtained.
  • FNA 2,6-formylnaphthoic acid
  • Patent Document 6 As in Patent Document 5, there is no description of an industrial filtration method, and the inventor conducted a laboratory method (for example, sintering with a pore diameter of 10 ⁇ m as in Example 3 of Patent Document 6).
  • a laboratory method for example, sintering with a pore diameter of 10 ⁇ m as in Example 3 of Patent Document 6.
  • multistage filtration was performed by a combination of filtration with a metal filter and filtration with a nitrocellulose membrane filter having a pore size of 1 ⁇ m, it was determined that the filtration rate of the metal content was small and not an industrial technique.
  • the metal content of the product is lowered by the activated carbon treatment, it is forced to carry out a very complicated treatment.
  • the first object of the present invention is to provide a production method excellent in workability and process cost in producing purified naphthalenedicarboxylic acid having a good hue from crude naphthalenedicarboxylic acid.
  • the second problem of the present invention is a method for easily producing naphthalenedicarboxylic acid having a good hue, low organic impurities and low metal content from crude naphthalenedicarboxylic acid by a low production cost, a simple structure, and an industrial technique. Is to provide.
  • the object of the present invention is to provide a structure and a method for easily manufacturing by an industrial method.
  • (A1) A step of obtaining naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals by mixing a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and an amine in a mixed solution of water and an organic solvent; and (A2) naphthalene dicarboxylic acid obtained in the step (A1).
  • a method for producing purified naphthalenedicarboxylic acid comprising a step of obtaining purified naphthalenedicarboxylic acid from a crystal of an acid amine salt, The step (A1)
  • A11 A step of preparing a slurry in which naphthalenedicarboxylic acid is dispersed by adding a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material to a mixed liquid of water and an organic solvent
  • A12 A step of preparing a slurry in which crystals of naphthalenedicarboxylic acid amine salt are dispersed by adding an amine to the slurry prepared in the step (A11) to form a naphthalenedicarboxylic acid amine salt
  • A13 the step A step of obtaining naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals by solid-liquid separation of the slurry prepared in (A12),
  • the amine addition rate in the step (A12) is 0.002 to 0.4 mol
  • naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and an amine were mixed in a mixed solution of water and an organic solvent to obtain naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals, and then the naphthalene
  • An aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt is prepared by dissolving dicarboxylic acid amine salt crystals in water, and an amine is added to the aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt to insolubilize the metal contained in the aqueous solution.
  • (B1) A step of obtaining naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals by mixing a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and an amine in a mixed solution of water and an organic solvent; and (B2) naphthalene dicarboxylic acid obtained in the step (B1).
  • a method for producing purified naphthalenedicarboxylic acid comprising a step of obtaining purified naphthalenedicarboxylic acid from a crystal of an acid amine salt,
  • the step (B2) (B21) A step of preparing an aqueous solution of a naphthalenedicarboxylic acid amine salt by dissolving the crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt obtained in the step (B1) in water; (B22) a step of removing metal contained in the aqueous solution of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt prepared in the step (B21); and (B23) naphthalenedicarboxylic acid amine salt after removing the metal in the step (B22).
  • the metal component contained in the aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt is removed by insolubilizing and precipitating the metal component contained in the solution, and removing the deposited metal component by solid-liquid separation.
  • a method for producing purified naphthalenedicarboxylic acid is produced.
  • crystals of naphthalenedicarboxylic acid amine salt which is an intermediate for producing purified naphthalenedicarboxylic acid, have high purity and a large particle size. Due to the large particle size of the amine salt crystals, (1) Solid-liquid separation is easy, (2) There is no blockage during the discharge and transfer of the crystal cake, and the discharge and transfer are easy. (3) The liquid content of the amine salt crystals (the amount of the mother liquor and the rinse liquid in the amine salt crystals) is low, and the process cost can be improved. Therefore, purified naphthalenedicarboxylic acid can be produced industrially advantageously.
  • the present invention has great industrial significance in the purification of naphthalenedicarboxylic acid.
  • an amine is added to an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt or to a liquid obtained by solid-liquid separation of an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt. Then, by promoting the precipitation of the metal component, it is possible to easily produce high-purity naphthalenedicarboxylic acid by a low production cost, a simple structure, and an industrial technique. Since the method of the present invention is an industrially excellent method, the industrial significance of the present invention is very large.
  • step (A1) (A11) a step of preparing a slurry in which naphthalenedicarboxylic acid is dispersed by adding a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material to a mixed liquid of water and an organic solvent; (A12) the step (A11) A step of preparing a slurry in which crystals of naphthalenedicarboxylic acid amine salt are dispersed by adding an amine to the slurry prepared in step 1 to form a naphthalenedicarboxylic acid amine salt; and (A13) the slurry prepared in the step (A12).
  • step (A12) It includes a step of obtaining naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals by solid-liquid separation.
  • the addition rate of the amine in the step (A12) is 0.002 to 0.4 mol per minute with respect to 1 mol of naphthalenedicarboxylic acid.
  • each step will be described.
  • Step (A1) Step of obtaining naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal>
  • a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and an amine are mixed in a mixed liquid of water and an organic solvent to obtain naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals.
  • the naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material is a product obtained by a known method for producing naphthalenedicarboxylic acid, and the product usually contains not only the intended naphthalenedicarboxylic acid but also impurities.
  • purified naphthalenedicarboxylic acid with improved purity of naphthalenedicarboxylic acid is produced by removing this impurity.
  • the naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material may be referred to as “crude naphthalenedicarboxylic acid” in order to distinguish it from purified naphthalenedicarboxylic acid.
  • the crude naphthalenedicarboxylic acid is obtained by a known method for producing naphthalenedicarboxylic acid.
  • the production method is not particularly limited.
  • it can be obtained by oxidizing naphthalene having two substituents with molecular oxygen in the presence of an oxidation catalyst.
  • the substituent may be any group that forms a carboxyl group by oxidation, and examples thereof include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, and isopropyl group, formyl group, and acetyl group.
  • a catalyst containing a heavy metal such as Co or Mn and bromine is preferably used.
  • Naphthalene having two substituents is a particularly useful raw material for polyesters, urethanes, liquid crystal polymers, etc. And 1,5-substituted are useful. Specific examples include dialkyl-substituted naphthalenes such as dimethylnaphthalene, diethylnaphthalene, diisopropylnaphthalene, and butyrylmethylnaphthalene, methylnaphthaldehyde, and isopropylnaphthaldehyde. Among them, dialkyl-substituted naphthalenes are preferable.
  • the disubstituted naphthalene compound is oxidized with molecular oxygen in the presence of an oxidation catalyst containing a heavy metal such as Co or Mn and bromine.
  • the amount of the oxidation catalyst is 0.05 to 2% by mass relative to the disubstituted naphthalene compound, the reaction temperature is 120 to 250 ° C., and the oxygen partial pressure is a pressure outside the explosion range in consideration of the total pressure (usually 0.01 To 0.1 MPaG).
  • the molecular oxygen-containing gas used as the oxidant in the oxidation reaction includes air, oxygen diluted with an inert gas, oxygen-enriched air, etc., but usually air is used in terms of equipment and cost. Is preferred.
  • the naphthalene dicarboxylic acid contained in the crude naphthalene dicarboxylic acid is preferably a 2,6-isomer, a 2,7-isomer, or a 1,5-isomer.
  • Each substituent can be appropriately selected depending on the oxidation raw material and the oxidation reaction conditions. Of the isomers, the more industrially useful 2,6-isomer (2,6-naphthalenedicarboxylic acid) is preferable.
  • Crude naphthalenedicarboxylic acid includes, in addition to coloring components and oxidation catalyst metals, formylnaphthoic acid which is an intermediate product of oxidation reaction, trimellitic acid generated by decomposition of naphthalene ring, naphthalenedicarboxylic acid bromide to which Br is added, and naphthalene Organic impurities such as tricarboxylic acid are included.
  • naphthalene dicarboxylic acid dispersion slurry Preparation process of naphthalene dicarboxylic acid dispersion slurry>
  • a slurry in which naphthalenedicarboxylic acid is dispersed is prepared by adding a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material to a mixed liquid of water and an organic solvent.
  • the organic solvent is preferably 0.7 to 9 parts by mass, more preferably 1 to 6 parts by mass with respect to 1 part by mass of water. More preferably, it is 5 to 4 parts by mass.
  • organic solvent known organic solvents such as ketones and acetonitrile can be used, but ketones are preferable, aliphatic ketones and alicyclic ketones are more preferable, and aliphatic ketones are further preferable.
  • the aliphatic ketone include acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, diethyl ketone, methyl n-butyl ketone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone, and acetonyl acetone.
  • Specific examples of the alicyclic ketone include cyclohexanone and methylcyclohexanone.
  • organic solvents may be used alone or in combination.
  • the temperature dependency of the solubility in the naphthalenedicarboxylic acid amine salt is the largest, and acetone is particularly preferable from the viewpoint of handling and availability.
  • the content of naphthalenedicarboxylic acid in the slurry is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, and further preferably 15 to 35% by mass.
  • an amine is added to the slurry prepared in the step (A11) to form a naphthalenedicarboxylic acid amine salt, thereby preparing a slurry in which naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals are dispersed.
  • the salt formation reaction proceeds by adding an amine to the slurry prepared in the step (A11). Under a solvent having an appropriate amount and water content, the salt formation reaction proceeds immediately after the start of the addition of the amine. The salt formation reaction does not proceed in the absence of a solvent under normal temperature and pressure conditions, and must be performed in a solvent.
  • an aliphatic amine and an alicyclic amine are suitable.
  • the aliphatic amine include methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, propylamine, dipropylamine, tripropylamine, isopropylamine, diisopropylamine, triisopropylamine, butylamine, dibutylamine, Examples include butylamine and 2-ethylexylamine.
  • Specific examples of the alicyclic amine include piperidine, N-methylpiperidine, pyrrolidine, ethyleneimine, and hexamethyleneimine.
  • amines may be used alone or in a mixture.
  • tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and triisopropylamine, which have a high decomposition rate when decomposing an amine salt with naphthalenedicarboxylic acid and can easily recover the amine, are preferable.
  • trimethylamine is more preferred.
  • the amount of amine used is equivalent to or more than the carboxyl group of naphthalenedicarboxylic acid in the slurry.
  • An economical use amount for industrial use is suitably 1 to 1.5 equivalents relative to the carboxyl group.
  • the addition rate of the amine in the step (A12) is controlled to be 0.002 to 0.4 mol per minute with respect to 1 mol of naphthalenedicarboxylic acid in the slurry.
  • the smaller the amine addition rate the higher the quality of the salt crystals and the larger the particle size.
  • it is less than 0.002 moles per minute no further effect can be obtained and only the working time is increased. Therefore, it is not industrially preferable.
  • the addition rate of an amine is large, the quality of a salt crystal will fall and a crystal particle diameter will become small.
  • the addition rate of the amine is preferably 0.005 to 0.4 mol / min, more preferably 0.01 to 0.2 mol / min with respect to 1 mol of naphthalene dicarboxylic acid in the slurry.
  • Step (A12) does not go through the entire dissolved state as in conventional crystallization, but is a reaction system from a solid (naphthalenedicarboxylic acid) to a solid (naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal).
  • a reaction system from a solid (naphthalenedicarboxylic acid) to a solid (naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal).
  • the knowledge that the crystal grain size can be increased while maintaining the purification effect of the amine salt by limiting the addition rate of the amine has not been reported so far.
  • step (A13) crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt are obtained by solid-liquid separation of the slurry prepared in the step (A12).
  • step (A13) the slurry prepared in step (A12) is separated into crystals and mother liquor by a solid-liquid separator. Since impurities are dissolved at a high concentration in the mother liquor, the crystal cake is rinsed to improve the quality of the crystals obtained.
  • the amine added in an equal amount or more during salt formation is discharged out of the system in the rinsing step.
  • What is used for the rinse liquid is preferably one that does not dissolve the amine salt crystals, and more preferably acetone.
  • a basket-type centrifuge or a rotary vacuum filter is used as the solid-liquid separator.
  • the load in the filtration process and the rinsing process in the solid-liquid separator may increase.
  • the fluidity of the cake deteriorates and troubles such as clogging during cake discharge and transfer occur. Therefore, the larger the crystal grain size, the better.
  • the average particle size of the crystals of the obtained naphthalenedicarboxylic acid amine salt is preferably 450 ⁇ m or more, more preferably 500 ⁇ m or more, and further preferably 600 ⁇ m or more. The average particle size is measured by a dry measurement method using a laser particle size distribution meter.
  • the liquid content of the obtained crystals of naphthalenedicarboxylic acid amine salt is preferably 3.5% by mass or less, more preferably 2.5% by mass or less, and 2.0% by mass or less. More preferably it is.
  • the naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals thus obtained may be subjected to the treatment in the step (A2) described later, but after purification by recrystallization, the treatment in the step (A2) described later. You may do.
  • the method for recrystallizing naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals may be a method of dissolving by heating in the presence of a solvent and precipitating the crystals by an operation such as cooling or concentration.
  • the amine is dissolved in a solvent having a high solubility of amine salt such as water.
  • crystals may be precipitated by adding a solvent having a low solubility of an amine salt such as acetone or alcohol.
  • the solvent used at that time is not necessarily the same type of solvent used in the step (A11), but industrially, the same mixture of water and organic solvent as used in the step (A11) It is more advantageous to do so.
  • Step (A2) Step of obtaining purified naphthalenedicarboxylic acid from naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals>
  • purified naphthalenedicarboxylic acid is obtained from the crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt obtained in the step (A1).
  • the step (A2) is preferably (A21) a step of preparing an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt by dissolving the naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal obtained in the step (A1) in water; and (A22) ) Including a step of obtaining purified naphthalenedicarboxylic acid from the aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt prepared in the step (A21).
  • an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt is prepared by dissolving the crystals of naphthalenedicarboxylic acid amine salt obtained in step (A1) in water.
  • foreign matters and metal-containing impurities mixed in the amine salt crystal may remain as a solid substance without being dissolved in water. In such a case, it is preferable to remove the solid matter by solid-liquid separation operations such as filtration, centrifugation, and decantation.
  • an amine to an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt to precipitate a metal component in the aqueous solution.
  • the metal component mixed in the amine salt crystals may remain dissolved in the water together with the amine salt, but the metal component is insolubilized and precipitated as a hydroxide by adding the amine.
  • the precipitated metal hydroxide can be removed by filtration, centrifugation, decantation, or the like.
  • an amine added here the same thing as the amine of the said process (A12) can be illustrated, and a triethylamine and a trimethylamine are preferable.
  • purified naphthalenedicarboxylic acid is obtained from the aqueous solution of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt prepared in the step (A21).
  • an aqueous solution in which naphthalenedicarboxylic acid amine salt is dissolved is more effective than naphthalenedicarboxylic acid.
  • a method of precipitating naphthalenedicarboxylic acid by adding an acid having high acidity (2) a method of completely distilling off water and amine by heating an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt as it is, and (3) naphthalenedicarboxylic acid
  • a method in which an aqueous solution of an amine salt is heated in the presence of water to decompose the amine salt to distill water and an amine and to precipitate naphthalenedicarboxylic acid in the aqueous salt solution is a method in which an aqueous solution of an amine salt is heated in the presence of water to decompose the amine salt to distill water and an amine and to precipitate naphthalenedicarboxylic acid in the aqueous salt solution.
  • naphthalenedicarboxylic acid by adding an acid having higher acidity than naphthalenedicarboxylic acid of (1), an organic acid such as acetic acid or propionic acid, sulfuric acid or hydrochloric acid is added to an aqueous solution in which naphthalenedicarboxylic acid amine salt is dissolved.
  • Naphthalenedicarboxylic acid is precipitated by adding an inorganic acid such as.
  • the particle size is improved by precipitation at a high temperature of 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C., or by taking a long residence time.
  • the precipitated crystals are collected by solid-liquid separation by a method such as filtration or centrifugation, and then the obtained crystals are washed with water or an organic acid used, and dried to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid. Is obtained.
  • the amine salt is decomposed by heating the aqueous solution in which the naphthalenedicarboxylic acid amine salt is dissolved with stirring. Then, the purified naphthalenedicarboxylic acid is obtained by completely distilling off the amine together with water.
  • step (A1) heating the aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt in the presence of water to decompose the amine salt to distill water and amine and deposit naphthalenedicarboxylic acid in the aqueous salt solution.
  • the aqueous solution in which the dicarboxylic acid amine salt is dissolved is heated in the presence of water to decompose the amine salt, and water and amine are distilled to precipitate naphthalenedicarboxylic acid in the aqueous salt solution.
  • a trace amount of organic impurities that have not been removed in step (A1) remains dissolved in the aqueous solution as an amine salt, so that purified naphthalenedicarboxylic acid can be obtained.
  • the salt decomposition is performed in the presence of water, there is no restriction on the decomposition method. Then, a distillate containing the eliminated amine is obtained. At this time, naphthalenedicarboxylic acid precipitates in the kettle, but it is preferable to keep a certain amount or more of water in the kettle by supplying water into the kettle at the same time.
  • the decomposition rate of the amine salt proceeds to a certain level, preferably 50% or more, more preferably 90% or more, the decomposition of the salt is terminated.
  • the amount of water used for the salt decomposition varies depending on the type of naphthalene dicarboxylic acid or amine, but it is desirable to carry out the water in the range of 0.5 to 3 times the mass of the naphthalene dicarboxylic acid amine salt. If the heating temperature is too low, the decomposition rate of the amine salt is slow, which is uneconomical. If the heating temperature is too high, the amine or naphthalenedicarboxylic acid may be altered or colored. It is desirable to do.
  • the pressure depends on the composition of the contents at that temperature, but is usually in the range of ⁇ 0.1 to 5 MPaG, preferably in the range of 0 to 2 MPaG.
  • the naphthalenedicarboxylic acid amine salt is decomposed by the above method, and the generated amine can be recovered by cooling and collecting.
  • the amine is purified as necessary and reused in step (A1).
  • free naphthalenedicarboxylic acid precipitates in the solution.
  • the precipitated naphthalenedicarboxylic acid is recovered by a solid-liquid separation operation such as filtration or centrifugation. In addition, a washing operation is appropriately performed, and an operation for removing impurities adhering to the crystal is added.
  • the mother liquor and crystal washing liquid after the solid-liquid separation are preferably circulated in the step (A2) to increase the yield of naphthalenedicarboxylic acid amine salt to naphthalenedicarboxylic acid, but the total amount is within the step (A2). If the operation to circulate is continued, impurities will accumulate excessively in the mother liquor and the quality of the crystals will deteriorate. Therefore, it is preferable to repurify by recirculating a part of the mother liquor and the crystal washing liquid to the step (A1). The crystal is dried to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid.
  • step (A1) organic impurities such as naphthalene tricarboxylic acid and naphthalene dicarboxylic acid with a relatively low removal effect in step (A1) are almost completely removed. Is done. In addition, naphthalenedicarboxylic acid with improved hue can be obtained.
  • Second Embodiment In the method for producing purified naphthalenedicarboxylic acid according to the second embodiment of the present invention, (B1) naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and amine are mixed in a mixed solution of water and an organic solvent to form naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals. And (B2) a step of obtaining purified naphthalenedicarboxylic acid from the crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt obtained in the step (B1).
  • step (B2) (B21) a step of preparing an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt by dissolving the naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal obtained in the step (B1) in water; (B22) the step (B22) B21) a step of removing a metal component contained in the aqueous solution of naphthalene dicarboxylic acid amine salt prepared in B21); and (B23) a purified naphthalene dicarboxylic acid from an aqueous solution of naphthalene dicarboxylic acid amine salt after removing the metal component in the step (B22). Obtaining an acid.
  • step (B22) by adding an amine to the aqueous solution of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt prepared in the step (B21), the metal component contained in the aqueous solution is insolubilized and deposited.
  • a process of removing metal components by solid-liquid separation or (b) adding an amine to a liquid obtained by solid-liquid separation of the aqueous solution of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt prepared in the step (B21),
  • the metal component contained in the aqueous solution of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt is removed by insolubilizing and precipitating the metal component contained in the liquid obtained by the separation, and removing the deposited metal component by solid-liquid separation.
  • Step (B1) Step of obtaining naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals>
  • a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and an amine are mixed in a mixed solution of water and an organic solvent to obtain naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals.
  • the naphthalene dicarboxylic acid-containing raw material in the step (B1) is the same as the naphthalene dicarboxylic acid-containing raw material in the step (A1) of the first embodiment of the present invention, and the production method thereof is also the same.
  • the organic solvent used for the liquid mixture of a process (B1) is the same as the organic solvent of the process (A11) of 1st Embodiment of this invention.
  • the mixing ratio of water and organic solvent in the step (B1) is the same as the mixing ratio of water and organic solvent in the step (A11) of the first embodiment of the present invention.
  • the amine added in the step (B1) is the same as the amine in the step (A12) of the first embodiment of the present invention.
  • a naphthalenedicarboxylic acid amine salt is formed by adding a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and an amine to a mixed liquid of (B11) water and an organic solvent to form a naphthalenedicarboxylic acid amine salt.
  • a naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal is dispersed by adding a naphthalenedicarboxylic acid-containing raw material and an amine to a mixed liquid of water and an organic solvent to form a naphthalenedicarboxylic acid amine salt.
  • a salt-forming reaction of naphthalenedicarboxylic acid and an amine proceeds.
  • the salt formation reaction does not proceed in the absence of a solvent under normal temperature and pressure conditions, and must be performed in a solvent.
  • water is a good solvent and ketone is a poor solvent for the amine salt.
  • the salt formation reaction does not proceed.
  • the produced amine salt is dissolved in the mixed solution until saturation, and an amine salt exceeding the limit dissolution amount is precipitated as crystals, whereby a slurry in which amine salt crystals are dispersed is obtained.
  • the amount of amine used is equivalent to or more than the carboxyl group of naphthalenedicarboxylic acid.
  • An economical use amount for industrial use is suitably 1 to 1.5 equivalents relative to the carboxyl group.
  • the slurry in which the crystals of the amine salt thus obtained are dispersed may be subjected to the process of the step (B12) as described below, but after adding an organic solvent which is a poor solvent for the salt to this slurry. It is preferable to perform the process of step (B12). Since the salt dissolved in the slurry is crystallized by adding the organic solvent, the crystallization rate can be improved.
  • an organic solvent added here the same thing as the organic solvent used for the above-mentioned liquid mixture can be illustrated, and acetone is preferable.
  • crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt are obtained by solid-liquid separation of the slurry prepared in the step (B11).
  • the slurry prepared in step (B11) is separated into crystals and mother liquor by a solid-liquid separator. Since impurities are dissolved at a high concentration in the mother liquor, the crystal cake is rinsed to improve the quality of the crystals obtained.
  • What is used for the rinse liquid is preferably one that does not dissolve the amine salt crystals, and more preferably acetone.
  • the amine added in an equal amount or more during salt formation is discharged out of the system in the rinsing step.
  • a basket-type centrifuge, a rotary vacuum filter, or the like is used as the solid-liquid separator.
  • the crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt thus obtained may be subjected to the treatment in the step (B2) described below as it is, but after being purified by recrystallization, the treatment in the step (B2) described later. You may do.
  • the method for recrystallizing naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystals may be a method of dissolving by heating in the presence of a solvent and precipitating the crystals by an operation such as cooling or concentration.
  • the amine is dissolved in a solvent having a high solubility of amine salt such as water.
  • crystals may be precipitated by adding a solvent having a low solubility of an amine salt such as acetone or alcohol.
  • the solvent used in that case is not necessarily the same type of solvent used in the step (B11), but industrially, the same mixture of water and organic solvent as used in the step (B11) It is more advantageous to do so.
  • Step (B2) Step of obtaining purified naphthalene dicarboxylic acid from crystals of naphthalene dicarboxylic acid amine salt>
  • purified naphthalenedicarboxylic acid is obtained from the crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt obtained in the step (B1).
  • step (B2) (B21) preparing an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt by dissolving the naphthalenedicarboxylic acid amine salt crystal obtained in step (B1) in water; (B22) said step (B21) And (B23) purifying naphthalenedicarboxylic acid from the aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt after removing the metal content in the step (B22). The process of obtaining.
  • Step (B21) Step of preparing an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt> Step (B21) An aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt is prepared by dissolving the crystals of naphthalenedicarboxylic acid amine salt obtained in step (B1) in water.
  • the crystals of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt obtained in the step (B1) are dissolved in water.
  • at least a part of the metal component mixed in the crystals is dissolved in water.
  • foreign matters and metal-containing impurities contained in the crystal may remain as solid matter without dissolving in water.
  • the metal content contained in the aqueous solution of the naphthalenedicarboxylic acid amine salt prepared in the step (B21) is removed.
  • the metal content contained in the aqueous solution of naphthalene dicarboxylic acid amine salt is removed by the process of the following (a) or (b) in process (B22).
  • the metal component is also dissolved in water. Therefore, in the step (B22), the metal component is insolubilized by addition of amine to form a solid solution. It is removed by liquid separation.
  • the treatment (b) due to the solid-liquid separation performed before the addition of the amine, the foreign matters and metal-containing impurities contained in the crystals in the step (B21) remain as solids in the aqueous solution without being dissolved in water. In some cases, the solid matter can be removed.
  • the process (b) is not necessarily selected, and the process (a) may be selected.
  • the time for insolubilization that is, the time for adding amine is not particularly limited. It is as follows when it shows with the order in the metal separation process which can be considered.
  • (I) Dissolution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt in water ⁇ solubilization ⁇ separation (II) Dissolution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt in water ⁇ solubilization ⁇ separation ⁇ separation (III) Dissolution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt in water ⁇ None of separation ⁇ insolubilization ⁇ separation (I) to (III) is preferred, and may be selected according to the separation method and separator to be used. In any of (I) to (III), the metal component can be separated without any problem.
  • Solid-liquid separation method and separator to be used Filtration and centrifugal sedimentation are preferably used as the solid-liquid separation method in the treatment (a), and these may be performed alone or in combination.
  • Specific solid-liquid separation methods include one filtration, two filtrations, filtration followed by centrifugal sedimentation, one centrifugal sedimentation, two centrifugal sedimentation, and centrifugal sedimentation followed by filtration.
  • filtration and centrifugal sedimentation are preferably used as in the solid-liquid separation method in the treatment (a). Or may be combined.
  • the solid-liquid separation before the addition of the amine is performed by one filtration or one centrifugal sedimentation
  • the solid-liquid separation after the addition of the amine is performed by one filtration or one centrifugal sedimentation.
  • Separators that can be used include horizontal leaf-fed pressure filters, automatic filter paper pressure filters, vibrating membrane separators, ceramic membrane filters, centrifugal sedimentation devices, decanter centrifuges, A standard separation plate type centrifugal settling machine can be mentioned.
  • the filtration device is not limited, and any device can be used, but a horizontal leaf type pressure filter, automatic filter paper exchange type It is preferable to use a pressure filter and a vibrating membrane separator.
  • filter aids such as diatomaceous earth are pre-coated (an auxiliary layer is formed on the filter medium surface) and body feed is added to the stock solution. ) Is preferably used. By performing pre-coating and body feed, it becomes possible to prevent clogging of the filter medium and reduce filtration resistance.
  • the filtration apparatus to be used is not restrict
  • the ability of the filtration device used in the second stage can be lower than that in the case of using only the filtration device, which may be more advantageous than the case of using only the filtration device in terms of cost.
  • a filter aid such as diatomaceous earth for pre-coating and body feed.
  • the solid-liquid separation in the treatment (a) is performed by filtration and centrifugal sedimentation, and the solid-liquid separation before the addition of the amine in the treatment (b) is performed by one filtration, and the solid-liquid separation after the addition of the amine is performed.
  • the filtration device and the centrifugal sedimentation device to be used are not limited, and any of these devices can be used.
  • a filter aid such as diatomaceous earth for pre-coating and body feed.
  • the centrifugal sedimentation apparatus to be used is not limited, but it is preferable to use a standard separation plate centrifugal sedimentator after roughly separating using a decanter centrifugal separator. In this case, it is possible to use a standard separation plate type centrifugal settling machine used in the second stage, which has a lower capacity compared to the case where only the standard separation plate type centrifugal settling machine is used. It may be more advantageous than using only a centrifugal centrifuge.
  • the centrifugal sedimentation device and the filtration device to be used are not limited, and any of these devices can be used.
  • a filter aid such as diatomaceous earth for pre-coating and body feed.
  • the atmosphere during treatment (a) and (b) insolubilization (addition of amine) and separation of metal components is not particularly limited, but it is preferably performed in an inert gas atmosphere.
  • the inert gas include argon and nitrogen, and preferably nitrogen is used.
  • Examples of the amine added in the treatments (a) and (b) include the same amines as in the step (B1), and triethylamine is preferable. Moreover, what is circulated and used in the step (B1) may be used for insolubilization, and what is circulated and used in the step (B22) can also be used in the step (B1). In addition, even if an inorganic base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is used instead of amine, metals such as cobalt and manganese dissolved in the aqueous salt solution can be removed by insolubilization, but derived from the inorganic base used.
  • an inorganic base such as sodium hydroxide or potassium hydroxide
  • the amount of amine added may be determined in consideration of the amount of metal such as cobalt and manganese dissolved in the aqueous naphthalenedicarboxylic acid amine salt solution prepared in step (B21). Generally, it is 1 equivalent or more and 100 equivalents or less, preferably 2 equivalents or more and 50 equivalents or less, particularly preferably 5 equivalents or more and 20 equivalents or less, of the total amount of metal dissolved in the aqueous naphthalene dicarboxylic acid amine salt solution. . In addition, an equivalent shows a molar equivalent.
  • the temperature condition for insolubilization is not particularly limited, but is preferably 25 ° C to 80 ° C, more preferably 40 ° C to 70 ° C. Both the filtration and the centrifugal sedimentation in the separation of metal content are preferably carried out at the above liquid temperature during the separation of the metal content, because the viscosity of the aqueous solution of amine salt of naphthalenedicarboxylic acid having purified organic impurities is preferably low.
  • the pressure condition is not particularly limited, but normal pressure or slight pressure is preferable from the viewpoint of preventing amine volatilization.
  • the insolubilization time is not particularly limited as long as it is 1 minute or longer, but is preferably 5 minutes or longer and 60 minutes or shorter, particularly preferably 10 minutes or longer and 30 minutes or shorter.
  • purified naphthalenedicarboxylic acid is obtained from the aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt after removing the metal component in the step (B22).
  • the specific treatment method for obtaining purified naphthalenedicarboxylic acid from the aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt in the step (B23) is the same as the step (A22) of the first embodiment of the present invention.
  • NDCA 2,6-naphthalenedicarboxylic acid NA: naphthoic acid MNA: methyl naphthoic acid FNA: formylnaphthoic acid ANA: acetoxynaphthoic acid TMA: trimellitic acid Br-NDCA: naphthalenedicarboxylic acid bromide NTCA: naphthalene tricarboxylic acid TEA: triethylamine NDCA TEA: 2,6-naphthalenedicarboxylic acid triethylamine salt
  • evaluation methods for crude naphthalenedicarboxylic acid and purified naphthalenedicarboxylic acid are as follows.
  • the NDCA / TEA crystal cannot be evaluated for quality as it is, so that for convenience, it was vacuum-dried at 110 ° C. for 3 hours to remove the amine to obtain a naphthalenedicarboxylic acid-containing crystal, which was similarly evaluated.
  • [NDCA purity and organic impurity content] Analysis by gas chromatography after methyl esterification.
  • NDCA recovery rate The NDCA recovery rate was expressed as a ratio of the amount of naphthalene dicarboxylic acid contained in the naphthalene dicarboxylic acid-containing crystal to the amount of naphthalene dicarboxylic acid in the crude naphthalene dicarboxylic acid charged as a raw material.
  • a titanium external heater with an internal volume of 3 L in which an oxidation reactor is equipped with a stirrer, reflux condenser, raw material 2,6-dimethylnaphthalene supply pipe, solvent supply pipe, air supply pipe, reaction product extraction pipe, etc.
  • a 2,6-naphthalenedicarboxylic acid was continuously produced by using an attached autoclave.
  • the 2,6-dimethylnaphthalene raw material was heated to 130 ° C. in order to keep it in a liquid state, and supplied to the oxidation reactor using a piston pump.
  • the solvent was prepared in advance by adding a catalyst component in a preparation tank, and supplied to the oxidation reactor using a piston pump.
  • the reaction liquid level was always controlled and it was operated so as to be approximately 50% of the reactor capacity.
  • the mixing tank was heated and adjusted by an external heating device.
  • the raw material 2,6-dimethylnaphthalene supply amount, the solvent supply amount, and the solvent components were as follows.
  • Mass composition of other components in solvent Moisture: 5% Mn: 2000ppm
  • Co 1000 ppm Br: 3000 ppm Mn was added as manganese acetate tetrahydrate, Co was added as cobalt acetate tetrahydrate, and Br was added as hydrobromic acid.
  • the supply rate of compressed air was adjusted so that the oxygen concentration in the vent gas of the oxidation reactor was in the range of 1.2 to 2.0%.
  • the external heater was adjusted so that the oxidation reaction temperature was 210 ° C. with a thermometer inserted in the lower middle part of the oxidation reactor.
  • the reaction pressure was adjusted with a downstream pressure adjusting valve so that a pressure gauge installed downstream of the reflux condenser would be 20 MPaG. A part of the condensate condensed in the reflux condenser was discharged out of the system, and the remaining part was refluxed to the oxidation reactor. Crude naphthalenedicarboxylic acid was obtained by filtering and drying the slurry containing NDCA obtained by the above operation.
  • the crude naphthalenedicarboxylic acid has an NDCA purity of 97.00% and contains 870 ppm NA, 210 ppm MNA, 7700 ppm TMA, 3900 ppm FNA, 330 ppm ANA, 1600 ppm Br-NDCA, and 3200 ppm NTCA as impurities. It was out.
  • Example A1> In a 500 mL glass three-necked flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, and a temperature measuring tube, 54.4 g of the raw material naphthalenedicarboxylic acid obtained in Production Example A1 was mixed with 32.7 g of water and 54.9 g of acetone. And stirred. While stirring, 60.0 g of TEA was added dropwise at a rate of 2.0 g / min to carry out a salt formation reaction. From the NDCA purity of the crude naphthalenedicarboxylic acid, the amount of NDCA contained in the crude naphthalenedicarboxylic acid was calculated to be 52.8 g.
  • the amine addition rate was calculated based on the amount of NDCA, the amine addition rate was calculated to be 0.081 moles per minute with respect to NDCA.
  • 200 g of acetone was added while stirring the slurry to crystallize the salt dissolved in the mother liquor.
  • the temperature of the slurry after crystallization was adjusted to 25 ° C.
  • solid-liquid separation was performed with a centrifugal force of 150 G using a basket type centrifuge, and rinsed with 100 g of acetone. After rinsing, the rotation of the basket-type centrifuge was maintained for 30 seconds to remove the rinse liquid.
  • the crystal liquid content at this time was 1.8%.
  • the properties of the cake were good, and there were no problems with the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, and the fluidity.
  • the entire cake was recovered, and the attached rinse solution was removed by air drying to obtain 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals.
  • Table 1 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal.
  • Table 1 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • the NDCA recovery rate calculated from the amount of NDCA present in the naphthalenedicarboxylic acid-containing crystal was calculated to be 95%.
  • NDCA ⁇ TEA aqueous solution 101 g of the NDCA ⁇ TEA crystal, 121 g of water and 12 g of TEA were mixed to prepare an NDCA ⁇ TEA aqueous solution.
  • the NDCA / TEA aqueous solution was turbid due to the metal-containing sludge, and a clear NDCA / TEA aqueous solution was obtained by filtering through a 0.1 ⁇ m filter.
  • This clear NDCA / TEA aqueous solution was charged into a 500 mL SUS304 autoclave equipped with a condenser, stirring device, pressure filtration device and aluminum block heater, heated to 150 ° C. and maintained at the same temperature under stirring, every hour.
  • Ion exchange water was newly added at a rate of 200 g, and a salt decomposition operation was performed for 1 hour to obtain a distillate having the same amount as the amount added. Then, after allowing to cool to 100 ° C., pressure filtration was performed, and the obtained crystals were washed with 100 g of water and dried at 110 ° C. for 3 hours. As a result, highly purified naphthalenedicarboxylic acid having a sufficiently purified composition and hue shown in Table 1 was obtained.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1, except that TEA was added dropwise at a rate of 10.2 g / min (addition rate of amine was 0.41 mol / min with respect to NDCA).
  • the liquid content of the cake was 3.2%, the properties were good, and there were no problems with the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, and the fluidity.
  • 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 1 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal.
  • Table 1 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • Example A1 Using the NDCA ⁇ TEA crystal, the salt decomposition operation was performed in the same manner as in Example A1. As a result, highly purified naphthalenedicarboxylic acid having a sufficiently purified composition and hue shown in Table 1 was obtained.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1 except that TEA was added dropwise at a rate of 5.0 g / min (addition rate of amine was 0.20 mol / min with respect to NDCA).
  • the liquid content of the cake was 2.2%, the properties were good, and there were no problems with the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, and the fluidity.
  • 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 1 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal.
  • Table 1 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • Example A1 Using the NDCA ⁇ TEA crystal, the salt decomposition operation was performed in the same manner as in Example A1. As a result, highly purified naphthalenedicarboxylic acid having a sufficiently purified composition and hue shown in Table 1 was obtained.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1 except that TEA was added dropwise at a rate of 0.26 g / min (addition rate of amine was 0.011 mol / min with respect to NDCA).
  • the liquid content of the cake was 1.7%, the properties were good, and there were no problems with the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, and the fluidity.
  • 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 1 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal.
  • Table 1 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • Example A1 Using the NDCA ⁇ TEA crystal, the salt decomposition operation was performed in the same manner as in Example A1. As a result, highly purified naphthalenedicarboxylic acid having a sufficiently purified composition and hue shown in Table 1 was obtained.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1 except that TEA was added dropwise at a rate of 0.13 g / min (addition rate of amine was 0.0053 mol / min with respect to NDCA).
  • the liquid content of the cake was 1.7%, the properties were good, and there were no problems with the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, and the fluidity.
  • 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 1 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal.
  • Table 1 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • Example A1 Using the NDCA ⁇ TEA crystal, the salt decomposition operation was performed in the same manner as in Example A1. As a result, highly purified naphthalenedicarboxylic acid having a sufficiently purified composition and hue shown in Table 1 was obtained.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1 except that TEA was added dropwise at a rate of 0.051 g / min (addition rate of amine was 0.0021 mol / min with respect to NDCA).
  • the liquid content of the cake was 1.6%, the properties were good, and there were no problems with the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, and the fluidity.
  • 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 1 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal.
  • Table 1 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • Example A1 Using the NDCA ⁇ TEA crystal, the salt decomposition operation was performed in the same manner as in Example A1. As a result, highly purified naphthalenedicarboxylic acid having a sufficiently purified composition and hue shown in Table 1 was obtained.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1, except that 60.0 g of TEA was placed in a 100 ml beaker and added to the slurry all at once. In addition, since the addition time of the amine at this time was about 10 seconds, the addition rate was calculated to be about 15 mol times per minute with respect to NDCA, and the liquid content of the cake was 10%.
  • Table 2 shows the particle size and liquid content of NDCA ⁇ TEA crystals, obtained by obtaining 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals and calculating the NDCA recovery rate of 95%. Table 2 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • the particle size of the NDCA / TEA crystal was small, the liquid content was high, and the properties such as the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, and the fluidity were extremely poor.
  • it was carried out industrially it was a concern that (i) difficulty in solid-liquid separation (b) clogging in the process (c) high process cost.
  • the OD400 value and the amount of organic impurities were higher than those in Examples, and a sufficient purification effect was not obtained.
  • Example A2 An amine salt was obtained in the same manner as in Example A1, except that TEA was added dropwise at a rate of 12.0 g / min (the addition rate of amine was 0.49 mol / min with respect to NDCA). The liquid content of the cake was 4.0%. 101 g of dried crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 2 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal. Table 2 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals. The particle size of the NDCA / TEA crystal was small, the liquid content was high, and the peelability from the filter cloth, the transportability of the cake, the fluidity, etc.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1, except that TEA was added dropwise at a rate of 20.0 g / min (addition rate of amine was 0.81 mol / min with respect to NDCA). The liquid content of the cake was 5.0%. 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 2 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal. Table 2 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals.
  • NDCA ⁇ TEA was obtained in the same manner as in Example A1 except that TEA was added dropwise at a rate of 0.026 g / min (addition rate of amine was 0.0011 mol / min with respect to NDCA).
  • the liquid content of the cake was 1.6%.
  • 101 g of NDCA ⁇ TEA dry crystals were obtained, and the NDCA recovery rate was calculated to be 95%.
  • Table 2 shows the particle size and liquid content of the NDCA / TEA crystal.
  • Table 2 shows the quality evaluation of NDCA / TEA crystals. Compared to Example A6, the crystal quality was comparable. However, the time required for charging TEA in the salt formation step is too large to be industrially adopted.
  • Standard separator plate type centrifugal settling machine disk type centrifuge manufactured by Alfa Laval Co., Ltd.
  • Model LAPX404 Decanter-type centrifuge Mini-vane decanter model DS100V manufactured by Mitsubishi Kako Co., Ltd.
  • Horizontal filter type pressure filter Leaf filter made by IHI Co., Ltd.
  • Model CFR0.5-3-50 Filtration area 0.5m 2
  • Automatic filter paper replacement type pressure filter Schneider filter model CF-20-S4 manufactured by Mitsubishi Kako Co., Ltd. Filtration area 0.2 m 2
  • Vibratory membrane separation device Techno Alpha Co., Ltd.
  • the remaining catalyst solution was mixed with 18 kg of 2,6-dimethylnaphthalene, charged into a raw material supply tank, and heated to dissolve 2,6-dimethylnaphthalene to prepare a raw material solution.
  • the pressure in the reaction system was adjusted to 1.8 MPaG with nitrogen and heated to a temperature of 200 ° C. with stirring. After the temperature and pressure were stabilized, the raw material liquid and compressed air were supplied to the reactor to initiate the oxidation reaction.
  • the raw material liquid was continuously supplied over 2 hours while adjusting the supply air flow rate so that the oxygen concentration in the reactor off gas was 1.0% by volume. After the supply of the raw material liquid was completed, the air supply was continued for 9 minutes.
  • Example 21 of Patent Document 5 salt formation-crystallization operation was performed to obtain NDCA ⁇ TEA crystals.
  • a 200 L SUS316L reactor equipped with a reflux condenser, a stirrer, and a temperature measuring tube was charged with 20 kg of the crude naphthalenedicarboxylic acid obtained in Production Example B1, 16 kg of acetone, and 12 kg of water (solvent water content 42.8%), TEA 20 kg.
  • the mixture was stirred at 30 ° C. for 30 minutes to form a salt.
  • 64.4 kg of acetone was added and mixed with stirring for 30 minutes to further precipitate NDCA ⁇ TEA crystals.
  • the slurry containing NDCA / TEA crystals at 25 ° C. was centrifuged with a basket-type centrifuge, and the crystals on the basket-type centrifuge filter cloth were rinsed with 30 kg of acetone. As a result, 41.4 kg of NDCA ⁇ TEA crystals were obtained.
  • the naphthalenedicarboxylic acid-containing crystal obtained by vacuum-drying the NDCA ⁇ TEA crystal at 110 ° C. for 3 hours has an NDCA purity of 99.88%, contains 170 ppm FNA, 360 ppm cobalt, and 2500 ppm manganese.
  • the recovery rate of NDCA was 98.0%. The above operation was repeated 10 times to obtain 415 kg of NDCA ⁇ TEA.
  • Example B1> In a 50 L SUS316L reactor equipped with a stirrer and a temperature measuring tube, 15 kg of NDCA ⁇ TEA crystals obtained in Production Example B2 and 15 kg of water were charged to dissolve the NDCA ⁇ TEA crystals. Next, 373 g (10 equivalents) of TEA was added under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes for insolubilization. The obtained solution was supplied to a horizontal leaf-type pressure filter at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere and filtered to separate the metal component.
  • Radiolite # 100 and Radiolite # 800S both Showa Chemical Industries
  • Radiolite # 800S was used as a filter aid for body coating.
  • 700 g of this solution was placed in a 3 L SUS316L autoclave equipped with a stirrer, a pressure filtration device, and a gas outlet, purged with nitrogen, heated to 200 ° C., and water was added at a rate of 100 g / hr at the same temperature.
  • the operation of withdrawing the same amount of distillate as the amount of water fed from the top of the reactor was carried out for 2 hours.
  • the total amount of distillate was about 21 times the amount of NDCA in the solution.
  • the mixture was filtered under pressure at the same temperature, and the obtained crystal was washed with water and then vacuum-dried at 120 ° C. for 5 hours to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3.
  • Example B2> Except for adding 746 g of TEA in insolubilization, the same operation as in Example B1 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3.
  • Example B3 Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B2 except that an automatic filter paper exchange pressure filter was used for filtration.
  • Example B4> The same operations as in Example B2 were performed except that a vibrating membrane separator was used for filtration, and purified naphthalenedicarboxylic acids shown in Table 3 were obtained. In this case, no filter aid is used.
  • Example B5> In a 50 L SUS316L container, 15 kg of the NDCA ⁇ TEA crystals obtained in Production Example B2 and 15 kg of water were charged to dissolve the NDCA ⁇ TEA crystals. This solution was supplied to a horizontal leaf-type pressure filter at 70 ° C. and filtered to separate the metal component, and the filtrate was received in a 50 L SUS316L reactor equipped with a stirrer and a temperature measuring tube. When performing filtration with a horizontal leaf-type pressure filter, a mixture of Radiolite # 100 and Radiolite # 800S was used as a precoat filter aid, and Radiolite # 800S was used as a body feed filter aid. .
  • Example B1 The same operation as in Example B1 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3.
  • Example B6 Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B5, except that an automatic filter paper exchange pressure filter was used in the first stage filtration.
  • Example B7 Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B5 except that a vibrating membrane separator was used in the first stage filtration. In addition, the filter aid is not used in the filtration with the vibration membrane separator.
  • Example B8> Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B7, except that a vibrating membrane separator was used in the second stage filtration.
  • Example B9 In a 50 L SUS316L container, 15 kg of the NDCA ⁇ TEA crystals obtained in Production Example B2 and 15 kg of water were charged to dissolve the NDCA ⁇ TEA crystals. This solution was supplied to a horizontal leaf-type pressure filter at 70 ° C. for filtration, and the filtrate was received in a 50 L SUS316L reactor equipped with a stirrer and a temperature measuring tube. When performing filtration with a horizontal leaf-type pressure filter, a mixture of Radiolite # 100 and Radiolite # 800S was used as a precoat filter aid, and Radiolite # 800S was used as a body feed filter aid. .
  • Example B1 The same operation as in Example B1 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid A shown in Table 3.
  • Example B10> Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B9 except that the vibrating membrane separator was used in the first stage filtration. In the filtration using the vibrating membrane separator, no filter aid is used.
  • Example B11> In a 50 L SUS316L reactor equipped with a stirrer and a temperature measuring tube, 15 kg of NDCA ⁇ TEA crystals obtained in Production Example 2 and 15 kg of water were charged to dissolve the NDCA ⁇ TEA crystals. Next, 746 g of TEA was added under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes for insolubilization. This insolubilized solution was supplied to a standard separation plate type centrifugal sedimentator at 1 L / min at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere to separate the metal component. Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3.
  • Example B12> In a 50 L SUS316L reactor equipped with a stirrer and a temperature measuring tube, 15 kg of NDCA ⁇ TEA crystals obtained in Production Example B2 and 15 kg of water were charged to dissolve the NDCA ⁇ TEA crystals. Next, 746 g of TEA was added under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes for insolubilization. This insolubilized solution was supplied to a decanter centrifuge at 1 L / min at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere to separate the metal component, and the solution was received in a 50 L SUS316L container.
  • Example B13 In a 50 L SUS316L container, 15 kg of the NDCA ⁇ TEA crystals obtained in Production Example B2 and 15 kg of water were charged to dissolve the NDCA ⁇ TEA crystals. This solution was supplied to a decanter type centrifuge at 1 L / min at 70 ° C. to separate the metal component, and the solution was received in a 50 L SUS316L reactor equipped with a stirrer and a temperature measuring tube. Next, 746 g of TEA was added under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes for insolubilization.
  • This insolubilized solution was supplied to a standard separation plate type centrifugal settler at 2 L / min in a nitrogen atmosphere at 70 ° C. to separate the metal component. Thereafter, the same operation as in Example B1 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3.
  • Example B14> Except for supplying at 2 L / min, the same operation as in Example B11 was performed, and the metal was separated by a standard separation plate type centrifugal settling machine. The obtained solution was supplied to a horizontal leaf-type pressure filter at 70 ° C. in a nitrogen atmosphere and filtered. When performing filtration with a horizontal leaf-type pressure filter, a mixture of Radiolite # 100 and Radiolite # 800S was used as a precoat filter aid, and Radiolite # 800S was used as a body feed filter aid. . After filtration with a horizontal leaf-type pressure filter, the same operation as in Example B1 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3.
  • Example B15 In a 50 L SUS316L container, 15 kg of the NDCA ⁇ TEA crystals obtained in Production Example B2 and 15 kg of water were charged to dissolve the NDCA ⁇ TEA crystals. This solution was supplied to a standard separator plate type centrifugal settling machine at 70 ° C. at 2 L / min to separate the metal component, and the solution was received in a 50 L SUS316L reactor equipped with a stirrer and a temperature measuring tube. Next, 746 g of TEA was added under a nitrogen atmosphere, and the mixture was stirred at 70 ° C. for 30 minutes for insolubilization. After insolubilization, the same operation as in Example B14 was performed using a horizontal filter leaf type pressure filter, and purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained.
  • Example B16> Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B14 except that an automatic filter paper exchange pressure filter was used in the second stage filtration.
  • Example B17 Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B15 except that an automatic filter paper exchange pressure filter was used in the second stage filtration.
  • Example B18 Purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained in the same manner as in Example B14 except that the vibrating membrane separator was used in the second stage filtration. In the filtration using the vibrating membrane separator, no filter aid is used.
  • Example B20> Except that a ceramic membrane filter was used in the second stage filtration, the same operation as in Example B14 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3. In addition, at the time of filtration using a ceramic membrane filter, backwashing with a filtrate was performed at intervals of 10 minutes. Further, no filtration aid is used in the filtration using the ceramic membrane filter.
  • Example B21> Except that a ceramic membrane filter was used in the second-stage filtration, the same operation as in Example B15 was performed to obtain purified naphthalenedicarboxylic acid shown in Table 3. In addition, at the time of filtration using a ceramic membrane filter, backwashing with a filtrate was performed at intervals of 10 minutes. Further, no filtration aid is used in the filtration using the ceramic membrane filter.
  • Example B1 salt decomposition operation was performed like Example B1, and the refined naphthalene dicarboxylic acid shown in Table 3 was obtained.
  • the obtained purified naphthalenedicarboxylic acid had no problem except that the FNA was 200 ppm, which was slightly high, but the operation was very complicated.
  • crystals of naphthalenedicarboxylic acid amine salt which is an intermediate for producing purified naphthalenedicarboxylic acid, have high purity and a large particle size. Due to the large particle size of the amine salt crystals, (1) Solid-liquid separation is easy, (2) There is no blockage during the discharge and transfer of the crystal cake, and the discharge and transfer are easy. (3) The amine salt crystal has a low liquid content (the content of the mother liquor and the rinse liquid), and the process cost can be improved. Therefore, purified naphthalenedicarboxylic acid can be produced industrially advantageously.
  • the present invention has great industrial significance in the purification of naphthalenedicarboxylic acid.
  • an amine is added to an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt or to a liquid obtained by solid-liquid separation of an aqueous solution of naphthalenedicarboxylic acid amine salt. Then, by promoting the precipitation of the metal component, it is possible to produce naphthalenedicarboxylic acid that is easily purified by a low production cost, a simple configuration, and an industrial technique. Since the method of the present invention is an industrially excellent method, the industrial significance of the present invention is very large.

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Abstract

 水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程;及び前記工程で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含む、精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法であって、(1)水、有機溶媒及びナフタレンジカルボン酸を含むスラリーにアミンを添加してナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させる工程において、アミンの添加速度がナフタレンジカルボン酸1モルに対し毎分0.002~0.4モルである、又は(2)ナフタレンジカルボン酸アミン塩を水に溶解させることで調製した水溶液に、又はその水溶液を固液分離して得た液に、アミンを添加することで、金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する、精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法を提供する。

Description

精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法
 本発明は、精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法に関するものである。
 ナフタレンジカルボン酸は、化成品中間体として商業的に重要な品目であり、特に繊維やボトル、フィルム用途に用いられるポリエステルやポリアミドの原料として幅広い需要を持つ。その中でも、2,6-ナフタレンジカルボン酸は、優れた物理的特性と機械的性質を有するポリエチレンナフタレート(PEN)や芳香族系液晶ポリマーの原料として有用であり、近年需要が拡大している。
 ナフタレンジカルボン酸の製造方法としては、置換基を2つ有するナフタレン化合物を酢酸溶媒中でCoやMn等の重金属と臭素化合物の存在下に、分子状酸素により高温、高圧で酸化する方法が知られている。しかしながら、この製造方法により得られる生成物には、目的とするナフタレンジカルボン酸だけでなく、酸化反応の中間生成物であるモノカルボン酸類及びアルデヒド類、触媒由来の臭素付加物、着色成分並びに酸化触媒由来のCo及びMn等の金属成分から選ばれる少なくとも一つが不純物として含まれている。このようにナフタレンジカルボン酸だけでなく不純物も含む生成物を粗ナフタレンジカルボン酸と呼称する。
 粗ナフタレンジカルボン酸をポリマーの原料として用いた場合、得られる樹脂は、耐熱性、機械的強度、寸法安定性等の物理的特性や機械的特性が低下するため、ポリマーの原料として不適である。また粗ナフタレンジカルボン酸は、一般に黄色、橙色又は黒色に着色しており、ボトルやフィルム等、特に透明性の要求される用途には不適である。このため、不純物を除去することによりナフタレンジカルボン酸の純度を高めること、即ち、着色の少ない高純度のナフタレンジカルボン酸の工業的に有利な製造方法の開発が求められている。
 一般に有機化合物の精製は、蒸留、晶析及び吸着等の操作を単独又は組み合わせることにより行われる。しかしながら、ナフタレンジカルボン酸は、沸点、融点よりも自己分解温度の方が低いため、蒸留による精製が不可能である。また種々の溶媒に対して難溶性であり、晶析による精製も困難である。
 このように粗ナフタレンジカルボン酸を従来の蒸留や晶析で精製する方法は困難なため、ナフタレンジカルボン酸とアミンを反応させてアミン塩を形成させることにより水やアルコール等への溶解度を向上させ、晶析や活性炭処理により塩を精製した後に、アミン塩を分解して精製する方法が提案されている。
 特許文献1には粗ナフタレンジカルボン酸を脂肪族アミン水溶液に溶解し、冷却あるいは濃縮によりアミン塩を晶析した後に塩を熱分解する方法が開示されている。
 特許文献2には粗2,6-ナフタレンジカルボン酸をアミン水溶液に溶解し、水素化処理を行った後、アミン化合物を留去することにより2,6-ナフタレンジカルボン酸を析出させ、精製2,6-ナフタレンジカルボン酸を得る方法が開示されている。
 特許文献3には、ナフタレンジカルボン酸アミン塩を水/ケトン溶媒で晶析し、次いでアミン塩を分解する方法が開示されている。
 特許文献4には芳香族ジカルボン酸と脂肪族アミン及び/又は脂環式アミン(以下でアミン類と称す場合がある)との塩を水に溶解し、活性炭に吸着させて精製した後に水存在下で加熱することによりアミン塩を分解する方法が開示されている。
 特許文献5には、粗ナフタレンジカルボン酸、アミン及び含水溶媒を、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶が析出する条件下で混合することによりアミン塩の結晶を得て、次いでアミン塩結晶を水に溶解させた後に塩を分解する方法が開示されている。
 特許文献6には、粗ナフタレンジカルボン酸を、脂肪族アミン類を含む水溶液に溶解し、ナフタレンジカルボン酸に対して重金属分をろ過、又はろ過に引き続き固体吸着剤処理により100ppm以下になるよう除去した後、得られた水溶液を加熱することによりアミン類を留去する高純度ナフタレンジカルボン酸の製造方法が開示されている。
 特許文献6においては、粗ナフタレンジカルボン酸をアミン水溶液に溶解させ、金属分を不溶物として析出させた後、細孔径10μm以下のフィルターを用いてろ過を行い、金属分の分離を行っている。また、工業装置においては多段ろ過によりフィルター細孔径を除々に小さくしていく方が、目詰まりを防止し長期の安定運転を可能にすること、ろ過により除去しきれない重金属分は固体吸着剤処理により更に除去することが可能との記述もある。
特開昭50-135062号公報 特開昭50-142542号公報 特開平10-053557号公報 国際公開第94/018152号 特開2001-039921号公報 特開平9-208518号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の方法では、晶析での加熱、冷却又は濃縮に必要なエネルギーや不活性ガスのコストが問題となる。また、精製ナフタレンジカルボン酸を高回収率で得ようとすると不純物の除去性能が低下し、ナフタレンジカルボン酸の精製率が低下する問題がある。
 特許文献2に記載の方法について本研究者らが詳細に検討を行ったところ、実施例に記載されている水素化処理を行うと、アルデヒド不純物であるホルミルナフトエ酸を取り除くことはできるが、その際に生成するメチルナフトエ酸はアミン化合物を留去する際に2,6-ナフタレンジカルボン酸と共に析出し、充分に除去し得なかった。その他の不純物に関しても臭素付加物やトリカルボン酸、テトラカルボン酸のような比較的親水性の不純物はよく除去されるものの、上述したメチルナフトエ酸に加え、ナフトエ酸のような比較的親水性の低い不純物やトリメリット酸の除去性能は低かった。
 特許文献3に記載の方法では、晶析に多大なエネルギーコストを要するため、プロセスコストの点で不十分であった。
 特許文献4に記載の方法では、主に脱色のために、大量の活性炭が必要となるという欠点がある。また、モノカルボン酸やトリカルボン酸等の有機不純物の除去性能も高くない。
 特許文献5に記載の方法は、粗ナフタレンジカルボン酸、アミン及び含水溶媒を混合するのみであり、昇温操作による全溶解状態を経由せずに粗ナフタレンジカルボン酸結晶からナフタレンジカルボン酸アミン塩結晶への反応、すなわち固体から固体への反応を進行させる。よって、アミン塩を水に溶解後に冷却して精製結晶を得る方法や晶析する方法等、従来から報告されてきた方法に比べてエネルギーコストが大幅に低減できる利点がある。
 しかしながら、該アミン塩を形成する際のアミン添加を特許文献5のように一度に全量添加した場合には、粒径の小さいアミン塩の結晶が得られるため、以下のような点で工業的製造としては不十分であることが分かった。
(1)固液分離が困難である
(2)結晶ケーキの排出及び移送時に閉塞を起こす
(3)固液分離後におけるアミン塩結晶中の母液及びリンス液の含有率が高く、母液及びリンス液中の有機溶媒の回収率が低下する
 また、特許文献5には、塩形成操作により得た有機不純物が低減された芳香族ポリカルボン酸アミン塩は、水に溶解して水溶液とし、ろ過、遠心分離及びデカンテーション等の固液分離により、異物や不溶化した金属不純物等を除去するとの記述がある。
 しかし、具体的には実験室手法による1μmフィルターを用いたろ過のみであり、工業的手法については何ら記述がない。また、本発明者らが、特許文献5による金属分の分離法を詳細に検討したところ、有機不純物が低減されたナフタレンジカルボン酸アミン塩を水に溶解しただけでは、含まれている金属分の一部は析出せずに溶液中に溶解したままであり、それらはろ過等の方法によって分離除去できないことが分かった。即ち、固体吸着剤等の処理をしないと望ましいレベルまで金属分が低減しなかった。更には、ナフタレンジカルボン酸のアミン塩を水に溶解した際に析出する不溶金属分の平均粒径は10μm以下と小さく、且つ粘稠であるため、非常に分離が困難であることも分かった。
 特許文献6の方法では、固体吸着剤処理をしなければ、製品として十分なレベルまで金属分を低減できておらず、労力的に不利である。また、固体吸着剤を用いることはコスト及び廃棄物等の点でも不利となることが明らかである。
 また、工程の流れは、粗ナフタレンジカルボン酸のアミン水溶解、次いでろ過及び固体吸着剤使用での金属分除去、次いでナフタレンジカルボン酸のアミン塩分解であり、特許文献5のような有機不純物除去工程である塩形成工程がないものである。この方法では、目的の色相改善及び高い回収率は得られるが、水素化処理しない場合は2,6-ホルミルナフトエ酸(FNA)の残存量は最良でも200ppmであり、有機不純物の低減に関して、十分な精製度合いが得られていない。
 更に、金属分分離、次いで塩形成、次いでナフタレンジカルボン酸のアミン塩分解というような工程の流れになっていたとしても、金属分を分離した塩が大量の水に溶解されており、大量の水を必要としない塩形成工程が非常にやりづらくなり、非効率的である。
 特許文献6には、特許文献5と同様、工業的なろ過方法の記述がない上に、本発明者が実験室手法(例えば特許文献6の実施例3にあるような細孔径10μmの焼結金属フィルターでのろ過及び細孔径1μmのニトロセルロース製メンブランフィルターでのろ過の組み合わせ)により多段ろ過を実施したところ、金属分のろ過速度は小さく工業的な手法ではないと判断された。また活性炭処理により製品の金属分は低くなっているものの、非常に煩雑な処理を強いられている。
 本発明の第一の課題は、粗ナフタレンジカルボン酸から色相が良好で精製されたナフタレンジカルボン酸を製造するにあたって、作業性及びプロセスコストに優れた製造方法を提供することである。
 本発明の第二の課題は、粗ナフタレンジカルボン酸から、色相が良好で有機不純物が少なく且つ金属分の低いナフタレンジカルボン酸を低製造コスト、簡便な構成、且つ工業的手法により容易に製造する方法を提供することである。さらに具体的に言えば、塩形成操作では金属分はナフタレンジカルボン酸アミン塩に残留したままとなることが初めて見出され、その解消により、金属分の低いナフタレンジカルボン酸を低製造コスト、簡便な構成、且つ工業的手法により容易に製造する方法を提供することである。
 本発明者らが鋭意詳細に検討した結果、水、有機溶媒及びナフタレンジカルボン酸を含むスラリーにアミンを添加してナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させる工程において、アミンの添加速度を特定の範囲とすることで、得られるナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶の粒径を制御することが可能であり、その結果、精製ナフタレンジカルボン酸を工業上有利に製造出来ることを見出し、本発明に至った。
 すなわち本発明は、第1の実施形態として、以下の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法を提供する。
 (A1)水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程;及び
 (A2)前記工程(A1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程
 を含む精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法であって、
 前記工程(A1)が、
  (A11)水と有機溶媒との混合液にナフタレンジカルボン酸含有原料を添加することで、ナフタレンジカルボン酸が分散したスラリーを調製する工程;
  (A12)前記工程(A11)で調製したスラリーにアミンを添加しナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させることで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶が分散したスラリーを調製する工程;及び
  (A13)前記工程(A12)で調製したスラリーを固液分離することで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程
 を含み、
 前記工程(A12)におけるアミンの添加速度がナフタレンジカルボン酸1モルに対し毎分0.002~0.4モルである、
 精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
 また、本発明者らが鋭意検討を行った結果、水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得た後、該ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液を調製し、該ナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液にアミンを添加することで、該水溶液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理;又は該ナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液を固液分離して得た液にアミンを添加することで、該固液分離して得た液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理、によりナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去できることを見出し、本発明に至った。
 すなわち本発明は、第2の実施形態として、以下の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法を提供する。
 (B1)水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程;及び
 (B2)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程
 を含む精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法であって、
 前記工程(B2)が、
  (B21)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する工程;
  (B22)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する工程;及び
  (B23)前記工程(B22)で金属分を除去した後のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含み、
 前記工程(B22)において、
  (a)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液にアミンを添加することで、該水溶液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理;又は
  (b)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を固液分離して得た液にアミンを添加することで、該固液分離して得た液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理
 により、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する、
 精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
 本発明の第1実施形態の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法によれば、精製ナフタレンジカルボン酸の製造中間物であるナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶は、純度が高くかつ粒径が大きくなる。アミン塩結晶の粒径が大きいことにより、
(1)固液分離が容易であり、
(2)結晶ケーキの排出及び移送時に閉塞がなく、排出及び移送が容易であり、
(3)アミン塩結晶の含液率(アミン塩結晶中の母液及びリンス液の量)が低く、プロセスコストを改善できる。
 したがって、精製ナフタレンジカルボン酸を工業的に有利に製造することができる。本発明は、ナフタレンジカルボン酸の精製において工業的意義が大きい。
 本発明の第2実施形態の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法によれば、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に、又はナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を固液分離して得た液に、アミンを添加して、金属分の析出を促進させることで、低製造コスト、簡便な構成、且つ工業的手法により容易に高純度のナフタレンジカルボン酸を製造することが可能である。本発明の方法は工業的にも優れた方法であることから、本発明の工業的意義は非常に大きい。
<<第1実施形態>>
 本発明の第1実施形態の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法は、(A1)水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程;及び(A2)前記工程(A1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含む。
 前記工程(A1)は、(A11)水と有機溶媒との混合液にナフタレンジカルボン酸含有原料を添加することで、ナフタレンジカルボン酸が分散したスラリーを調製する工程;(A12)前記工程(A11)で調製したスラリーにアミンを添加しナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させることで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶が分散したスラリーを調製する工程;及び(A13)前記工程(A12)で調製したスラリーを固液分離することで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程を含む。
 前記工程(A12)におけるアミンの添加速度は、ナフタレンジカルボン酸1モルに対し毎分0.002~0.4モルである。
 以下、各工程について説明する。
<工程(A1):ナフタレンジカルボン酸アミン塩結晶を得る工程>
 工程(A1)では、水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る。
 ナフタレンジカルボン酸含有原料とは、公知のナフタレンジカルボン酸の製造方法によって得られる生成物であり、当該生成物には、通常、目的とするナフタレンジカルボン酸だけでなく、不純物も含まれている。本発明では、この不純物を除去することで、ナフタレンジカルボン酸の純度が向上した精製ナフタレンジカルボン酸が製造される。以後、ナフタレンジカルボン酸含有原料を、精製ナフタレンジカルボン酸と区別するために、「粗ナフタレンジカルボン酸」と称する場合もある。
[粗ナフタレンジカルボン酸の製造]
 上述の通り、粗ナフタレンジカルボン酸は、公知のナフタレンジカルボン酸の製造方法によって得られるものである。その製造方法は特に限定されないが、例えば、置換基を2つ有するナフタレンを、酸化触媒存在下で分子状酸素により酸化することにより得られる。前記置換基は、酸化によりカルボキシル基を形成する基であればよく、例えば、メチル基、エチル基及びイソプロピル基等のアルキル基、ホルミル基、並びにアセチル基等が挙げられる。前記酸化触媒としては、CoやMn等の重金属及び臭素を含む触媒が好適に用いられる。
[酸化原料]
 前記置換基を2つ有するナフタレン(以後、「二置換ナフタレン化合物」と称する場合もある)は、ポリエステル、ウレタン及び液晶ポリマー等の原料としては、特に2,6-置換体、2,7-置換体及び1,5-置換体が有用である。具体例としては、ジメチルナフタレン、ジエチルナフタレン、ジイソプロピルナフタレン及びブチリルメチルナフタレン等のジアルキル置換ナフタレン、メチルナフトアルデヒド、並びにイソプロピルナフトアルデヒドが挙げられ、なかでもジアルキル置換ナフタレンが好ましい。
[酸化反応条件]
 粗ナフタレンジカルボン酸の生成反応では、二置換ナフタレン化合物をCoやMn等の重金属及び臭素を含む酸化触媒存在下で分子状酸素により酸化することが好ましい。
 酸化触媒の量は二置換ナフタレン化合物に対して0.05~2質量%、反応温度は120~250℃、酸素分圧は全体圧を考慮して爆発範囲外となる圧力(通常は0.01~0.1MPaG)とすることが好ましい。
 なお酸化反応での酸化剤として用いられる分子状酸素含有ガスとしては、空気、不活性ガス希釈された酸素、及び酸素富化空気等が挙げられるが、設備面及びコスト面から通常は空気の使用が好ましい。
[粗ナフタレンジカルボン酸]
 粗ナフタレンジカルボン酸に含まれるナフタレンジカルボン酸は2,6-体、2,7-体又は1,5-体が好ましい。各置換体は酸化原料及び酸化反応条件により適宜選択できる。
 各異性体の中では、より工業的に有用な2,6-体(2,6-ナフタレンジカルボン酸)が好ましい。
 粗ナフタレンジカルボン酸には、着色成分や酸化触媒金属の他に、酸化反応の中間生成物であるホルミルナフトエ酸、ナフタレン環の分解で生じるトリメリット酸、Brが付加したナフタレンジカルボン酸ブロマイド、またナフタレントリカルボン酸等の有機不純物が含まれる。
<工程(A11):ナフタレンジカルボン酸分散スラリーの調製工程>
 工程(A11)では、水と有機溶媒との混合液にナフタレンジカルボン酸含有原料を添加することで、ナフタレンジカルボン酸が分散したスラリーを調製する。
 前記混合液における水と有機溶媒の混合比については、水1質量部に対して有機溶媒が0.7~9質量部であることが好ましく、1~6質量部であることがより好ましく、1.5~4質量部であることがさらに好ましい。
 前記有機溶媒としては、ケトン及びアセトニトリル等の公知の有機溶媒が使用できるが、ケトンが好ましく、脂肪族ケトン及び脂環式ケトンがより好ましく、脂肪族ケトンがさらに好ましい。
 脂肪族ケトンの具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルn-ブチルケトン、メチルイソブチルケトン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、ジイソブチルケトン及びアセトニルアセトン等が挙げられる。脂環式ケトンの具体例としては、シクロヘキサノン及びメチルシクロヘキサノンが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。
 これらの中でも、水と混合したときにナフタレンジカルボン酸アミン塩に対する溶解度の温度依存性が最も大きく、さらに取り扱いや入手の容易さからアセトンが特に好ましい。
 また、スラリー中のナフタレンジカルボン酸の含有量は、5~50質量%が好ましく、10~40質量%がより好ましく、15~35質量%がさらに好ましい。
<工程(A12):ナフタレンジカルボン酸アミン塩分散スラリーの調製工程>
 工程(A12)では、前記工程(A11)で調製したスラリーにアミンを添加しナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させることで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶が分散したスラリーを調製する。
 前記工程(A11)で調製したスラリーにアミンを添加することで塩形成反応が進行するものであり、適切な量及び含水率の溶媒下では、アミンの添加開始後ただちに塩形成反応が進行する。塩形成反応は、常温常圧条件において無溶媒では進行せず、溶媒中で行う必要がある。また、該アミン塩に対して水は良溶媒、ケトンは貧溶媒であるが、溶媒にケトンのみを用いると、やはり塩形成反応が進行しない。このように、該アミン塩に対し溶解度を有する溶媒中で反応させる必要がある。
 生成したアミン塩は混合液中に飽和まで溶解し、限界溶解量を超える分のアミン塩が結晶として析出することで、アミン塩の結晶が分散したスラリーが得られる。
 工程(A12)で添加するアミンとしては、脂肪族アミン及び脂環式アミンが好適である。脂肪族アミンの具体例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、及び2-エチルエキシルアミン等が挙げられる。脂環式アミンの具体例としては、ピペリジン、N-メチルピペリジン、ピロリジン、エチレンイミン、及びヘキサメチレンイミン等が挙げられる。これらのアミンは単独で用いても、混合物で用いてもよい。これらのアミンの中でもナフタレンジカルボン酸とのアミン塩を分解する際に分解速度が大きく、アミンの回収が容易なトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、及びトリイソプロピルアミン等の第三級アミンが好ましく、トリエチルアミン及びトリメチルアミンがより好ましい。
 アミンの使用量は、スラリー中のナフタレンジカルボン酸のカルボキシル基の当量あるいはそれ以上である。工業的に実施する経済的な使用量としては、該カルボキシル基に対し1~1.5当量が適当である。
 本発明の第1実施形態では、工程(A12)におけるアミンの添加速度を、スラリー中のナフタレンジカルボン酸の1モルに対し毎分0.002~0.4モルとなるように制御する。アミンの添加速度を小さくするほど塩結晶の品質は向上し、粒径も大きくなるが、毎分0.002モル倍より小さくしても、それ以上の効果は得られず、作業時間のみ増すこととなるので工業的に好ましくない。また、アミンの添加速度が大きいと、塩結晶の品質は低下し、結晶粒子径が小さくなる。アミンの添加速度が毎分0.4モル倍を超えると、得られる結晶粒子系が小さすぎるために、(1)固液分離が困難である、(2)結晶ケーキの排出及び移送時に閉塞を起こす、(3)固液分離後におけるアミン塩結晶中の母液及びリンス液の含有率が高く、母液及びリンス液中の有機溶媒の回収率が低下する等、作業性及びプロセスコストの観点で不利になる。
 アミンの添加速度は、スラリー中のナフタレンジカルボン酸の1モルに対し、好ましくは毎分0.005~0.4モル、より好ましくは毎分0.01~0.2モルである。
 工程(A12)は従来の晶析のように全溶解状態を経由するものではなく、固体(ナフタレンジカルボン酸)から固体(ナフタレンジカルボン酸アミン塩結晶)への反応系である。このような反応系において、アミンの添加速度を限定することにより、該アミン塩の精製効果を維持しつつ結晶粒径を大きくできるという知見は、これまでに報告されていなかった。
 このようにして得られたアミン塩の結晶が分散したスラリーに対し、そのまま後述の工程(A13)の処理をしてもよいが、塩に対する貧溶媒である有機溶媒をこのスラリーに添加してから工程(A13)の処理をする方が好ましい。有機溶媒を添加することでスラリー中に溶解している塩が晶出するため、以下式で定義される結晶化率を向上させることができる。なお、ここで添加する有機溶媒としては、前記工程(A11)の有機溶媒と同じものを例示することができ、アセトンが好ましい。
 結晶化率=(アミン塩結晶の質量)/(アミン塩の総質量)
<工程(A13):ナフタレンジカルボン酸アミン塩分散スラリーの固液分離工程>
 工程(A13)では、前記工程(A12)で調製したスラリーを固液分離することで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る。
 工程(A13)では、工程(A12)で調製したスラリーを固液分離機により結晶と母液に分離する。母液中には不純物が高い濃度で溶解しているため、得られる結晶の品質を高めるために結晶ケーキをリンスする。
 尚、塩形成時に等量以上に加えたアミンは、該リンス工程で系外に排出される。
 リンス液に用いるものはアミン塩結晶を溶解させないものが好ましく、アセトンを用いることがより好ましい。固液分離機には、工業的にはバスケット型遠心分離機やロータリーバキュームフィルター等が用いられるが、結晶粒径が小さいと固液分離機での濾過工程及びリンス工程での負荷が増大したり、ケーキの流動性が悪化してケーキ排出及び移送時に閉塞する等のトラブルが発生する。よって、結晶粒径は大きいほど好ましい。
 また、結晶粒径が小さいと固液分離後又はリンス後のケーキの含液率が高くなる。この場合、やはりケーキの流動性を悪化させてケーキの排出及び移送時に閉塞する等のトラブルが発生するばかりか、含んでいるリンス液のロスにつながり、経済的でない。よって、結晶粒径は大きいほど好ましい。
 得られたナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶の平均粒子径は、450μm以上であることが好ましく、500μm以上であることがより好ましく、600μm以上であることがさらに好ましい。なお、前記平均粒子径は、レーザー式粒度分布計を用い、乾式測定法にて測定したものである。
 また、得られたナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶の含液率は、3.5質量%以下であることが好ましく、2.5質量%以下であることがより好ましく、2.0質量%以下であることがさらに好ましい。
 なお前記含液率は、下記の式により算出される。
 含液率(質量%)=(a-b)/b×100
[式中、aは含液した結晶ケーキの質量を表し、リンス後に得られる結晶ケーキの質量である。bは前記結晶ケーキ中の液を取り除き、乾いた状態の塩結晶ケーキの質量を表す。]
 このようにして得られたナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶に対し、そのまま後述の工程(A2)の処理をしてもよいが、再結晶することにより精製してから後述の工程(A2)の処理をしてもよい。ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を再結晶する方法は、溶媒存在下、加熱により溶解し、冷却や濃縮等の操作により結晶を析出させる方法でもよく、水等のアミン塩の溶解度の高い溶媒にアミン塩を溶解後、アセトンやアルコール等のアミン塩の溶解度の低い溶媒加えることにより結晶を析出させてもよい。その際に用いる溶媒は、必ずしも工程(A11)で用いたものと同種の溶媒を用いる必要はないが、工業的には工程(A11)に用いたものと同じ水と有機溶媒との混合液とする方が有利である。ナフタレンジカルボン酸アミン塩を、溶媒に溶解し結晶化を行うことにより、著しく色相が改善され、且つ有機不純物が少ない、非常に高度に精製されたナフタレンジカルボン酸アミン塩を得ることが可能となる。
<工程(A2):ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程>
 工程(A2)では、前記工程(A1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る。
 前記工程(A2)は、好ましくは、(A21)前記工程(A1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する工程;及び(A22)前記工程(A21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含む。
<工程(A21):ナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液の調製工程>
 工程(A21)では、前記工程(A1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する。
 なお、ナフタレンジカルボン酸アミン塩を水に溶解させたときに、アミン塩結晶中に混在する異物及び金属含有不純物等が、水に溶解せずに固体物として残る場合がある。そのような場合には、濾過、遠心分離、及びデカンテーション等の固液分離操作により、固体物を除去することが好ましい。
 また、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に、アミンを添加して該水溶液中の金属分を析出させて、除去することが好ましい。アミン塩結晶中に混在する金属成分は、アミン塩とともに水に溶解して残存することがあるが、アミンを添加することで金属成分は水酸化物として不溶化し、析出する。析出した金属水酸化物は、濾過、遠心分離及びデカンテーション等により除去することができる。なお、ここで添加するアミンとしては、前記工程(A12)のアミンと同じものを例示することができ、トリエチルアミン及びトリメチルアミンが好ましい。
<工程(A22):ナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程>
 工程(A22)では、前記工程(A21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る。
 前記工程(A22)においてナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得るための具体的な処理方法としては(1)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の溶解している水溶液に、ナフタレンジカルボン酸よりも酸性度の高い酸を加えてナフタレンジカルボン酸を析出させる方法、(2)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液をそのまま加熱して水とアミンを完全に留出除去する方法、及び(3)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を水存在下で加熱することによりアミン塩を分解して水とアミンを留出させ、塩水溶液中にナフタレンジカルボン酸を析出させる方法等がある。
 (1)のナフタレンジカルボン酸よりも酸性度の高い酸を加えてナフタレンジカルボン酸を析出させる方法では、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の溶解した水溶液に、酢酸若しくはプロピオン酸等の有機酸、又は硫酸若しくは塩酸等の無機酸を添加することにより、ナフタレンジカルボン酸を析出させる。この方法では微細な結晶が析出し易いため、100℃以上、好ましくは150℃の高温下で析出させるか、長い滞留時間を取ることにより、粒径を改善する。析出した結晶は、濾過や遠心分離等の方法で固液分離することにより回収後、得られた結晶を水や使用した有機酸等で洗浄し、更に乾燥することにより、精製されたナフタレンジカルボン酸が得られる。
 (2)のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液をそのまま加熱して水とアミンを完全に留出除去する方法では、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の溶解した水溶液を攪拌下、加熱することによりアミン塩を分解し、水と同伴してアミンを完全に留去することにより、精製されたナフタレンジカルボン酸を得る。それに対し(3)のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を水存在下で加熱することによりアミン塩を分解して水とアミンを留出させ、塩水溶液中にナフタレンジカルボン酸を析出させる方法では、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の溶解した水溶液を、水存在下で加熱することによりアミン塩を分解し、水とアミンとを留出させることにより、塩水溶液中にナフタレンジカルボン酸を析出させる。この方法では、工程(A1)で除去されなかった微量の有機不純物が、水溶液中にアミン塩のまま溶解残存するため、精製されたナフタレンジカルボン酸を得ることができる。
 塩分解を水存在下で行うに際して、分解方法に制限はないが、例えば、塩分解を行う反応釜にナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を仕込み、アミン塩を分解温度以上に加熱することにより分解し、脱離されたアミンを含む留出液を得る。この際、釜中にナフタレンジカルボン酸が析出するが、同時に釜内に水を供給することにより、釜内に水を一定量以上存在させておくことが好ましい。アミン塩の分解率が一定以上、好ましくは50%以上、更に好ましくは90%以上進行したところで塩の分解を終了する。
 塩分解の際に用いる水の量は、ナフタレンジカルボン酸やアミンの種類により異なるが、ナフタレンジカルボン酸アミン塩に対し、0.5~3質量倍の範囲で行うことが望ましい。また加熱温度は、低すぎるとアミン塩の分解速度が遅くなるため非経済的であり、高すぎるとアミンやナフタレンジカルボン酸が変質したり、着色する場合があるので、120~210℃の範囲で行うことが望ましい。圧力は、その温度での内容物の組成に依存するが、通常は-0.1~5MPaGの範囲で、好ましくは0~2MPaGの範囲で行われる。
 上記の方法で、ナフタレンジカルボン酸アミン塩が分解され、発生するアミンは冷却して捕集することにより、全量回収できる。このアミンは、必要に応じて精製し、工程(A1)で再使用する。アミンが留出されると同時に、溶液中には遊離のナフタレンジカルボン酸が析出する。析出したナフタレンジカルボン酸は、濾過や遠心分離等の固液分離操作により回収する。また適宜水洗操作を行い、結晶に付着した不純物を除去する操作等を加える。
 固液分離後の母液や結晶洗浄液は、工程(A2)内で循環することで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩からナフタレンジカルボン酸への収率を高められて好ましいが、全量を工程(A2)内で循環する操作を続けると、いずれ母液へ不純物が過度に蓄積し、結晶の品質が低下する。よって、母液や結晶洗浄液の一部を工程(A1)へ循環して再精製することが好ましい。結晶は、乾燥することにより、精製されたナフタレンジカルボン酸が得られる。
 このように水存在下でアミン塩を分解する方法を用いることにより、工程(A1)での除去効果の比較的低いナフタレントリカルボン酸やBrが付加したナフタレンジカルボン酸等の有機不純物はほぼ完全に除去される。また色相も改善されたナフタレンジカルボン酸を得ることができる。
<<第2実施形態>>
 本発明の第2実施形態の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法は、(B1)水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程;及び(B2)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含む。
 前記工程(B2)は、(B21)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する工程;(B22)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する工程;及び(B23)前記工程(B22)で金属分を除去した後のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含む。
 前記工程(B22)において、(a)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液にアミンを添加することで、該水溶液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理;又は(b)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を固液分離して得た液にアミンを添加することで、該固液分離で得た液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理、によりナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する。
<工程(B1):ナフタレンジカルボン酸アミン塩結晶を得る工程>
 工程(B1)では、水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る。
 工程(B1)のナフタレンジカルボン酸含有原料は、本発明の第1実施形態の工程(A1)におけるナフタレンジカルボン酸含有原料と同様であり、その製造方法も同様である。
 工程(B1)の混合液に用いる有機溶媒は、本発明の第1実施形態の工程(A11)の有機溶媒と同様である。
 工程(B1)の水と有機溶媒の混合比は、本発明の第1実施形態の工程(A11)の水と有機溶媒の混合比と同様である。
 工程(B1)で添加されるアミンは、本発明の第1実施形態の工程(A12)のアミンと同様である。
 前記工程(B1)は、好ましくは、(B11)水と有機溶媒との混合液に、ナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを添加しナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させることで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶が分散したスラリーを調製する工程;及び(B12)前記工程(B11)で調製したスラリーを固液分離することで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程を含む。
<工程(B11):ナフタレンジカルボン酸アミン塩分散スラリーの調製工程>
 工程(B11)では、水と有機溶媒との混合液に、ナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを添加しナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させることで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶が分散したスラリーを調製する。
 工程(B11)では、水と有機溶媒との混合液に、ナフタレンジカルボン酸含有原料及びアミンを添加すると、ナフタレンジカルボン酸とアミンの塩形成反応が進行する。塩形成反応は、常温常圧条件において無溶媒では進行せず、溶媒中で行う必要がある。また、該アミン塩に対して水は良溶媒、ケトンは貧溶媒であるが、溶媒にケトンのみを用いると、やはり塩形成反応が進行しない。このように、該アミン塩に対し溶解度を有する溶媒中で反応させる必要がある。
 生成したアミン塩は混合液中に飽和まで溶解し、限界溶解量を超える分のアミン塩が結晶として析出することで、アミン塩の結晶が分散したスラリーが得られる。
 アミンの使用量は、ナフタレンジカルボン酸のカルボキシル基の当量あるいはそれ以上である。工業的に実施する経済的な使用量としては、該カルボキシル基に対し1~1.5当量が適当である。
 このようにして得られたアミン塩の結晶が分散したスラリーに対し、そのまま後述の工程(B12)の処理をしてもよいが、塩に対する貧溶媒である有機溶媒をこのスラリーに添加してから工程(B12)の処理をする方が好ましい。有機溶媒を添加することでスラリー中に溶解している塩が晶出するため、結晶化率を向上させることできる。なお、ここで添加する有機溶媒としては、上述の混合液に用いた有機溶媒と同じものを例示することができ、アセトンが好ましい。
<工程(B12):ナフタレンジカルボン酸アミン塩分散スラリーの固液分離工程>
 工程(B12)では、前記工程(B11)で調製したスラリーを固液分離することで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る。
 工程(B12)では、工程(B11)で調製したスラリーを固液分離機により結晶と母液に分離する。母液中には不純物が高い濃度で溶解しているため、得られる結晶の品質を高めるために結晶ケーキをリンスする。リンス液に用いるものはアミン塩結晶を溶解させないものが好ましく、アセトンを用いることがより好ましい。尚、塩形成時に等量以上に加えたアミンは、リンス工程で系外に排出される。
 固液分離機には、工業的にはバスケット型遠心分離機やロータリーバキュームフィルター等が用いられる。
 このようにして得られたナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶に対し、そのまま後述の工程(B2)の処理をしてもよいが、再結晶することにより精製してから後述の工程(B2)の処理をしてもよい。ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を再結晶する方法は、溶媒存在下、加熱により溶解し、冷却や濃縮等の操作により結晶を析出させる方法でもよく、水等のアミン塩の溶解度の高い溶媒にアミン塩を溶解後、アセトンやアルコール等のアミン塩の溶解度の低い溶媒加えることにより結晶を析出させてもよい。その際に用いる溶媒は、必ずしも工程(B11)で用いたものと同種の溶媒を用いる必要はないが、工業的には工程(B11)に用いたものと同じ水と有機溶媒との混合液とする方が有利である。ナフタレンジカルボン酸アミン塩を、溶媒に溶解し結晶化を行うことにより、著しく色相が改善され、且つ有機不純物が少ない、非常に高度に精製されたナフタレンジカルボン酸アミン塩を得ることが可能となる。
<工程(B2):ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程>
 工程(B2)では、前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る。
 工程(B2)は、(B21)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する工程;(B22)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する工程;及び(B23)前記工程(B22)で金属分を除去した後のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含む。
<工程(B21):ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する工程>
 工程(B21)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する。
 工程(B21)では、工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させるが、その際に該結晶中に混入している金属分も、少なくともその一部が水に溶解する。また、結晶中に含まれている異物及び金属含有不純物等が、水に溶解せずに固体物としての残る場合もある。
<工程(B22):ナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液中の金属分の除去工程>
 工程(B22)では、前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する。
 本発明の第2実施形態では、工程(B22)において、以下の(a)又は(b)の処理により、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する。
 (a)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液にアミンを添加することで、該水溶液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理
 (b)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を固液分離して得た液にアミンを添加することで、該固液分離で得た液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理
 このような処理をすることによって、最終的に得られる精製ナフタレンジカルボン酸中の金属分を十分に低減することができる。
 上述したように、工程(B21)においてナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させる際に金属分も水に溶解するため、工程(B22)において当該金属分をアミン添加により不溶化して、固液分離により除去するものである。
 処理(b)では、アミンの添加前に行う固液分離により、工程(B21)において結晶中に含まれている異物及び金属含有不純物等が水に溶解せずに水溶液中に固体物として残った場合に、当該固体物を除去することができる。ただし、工程(B21)において水溶液中に固体物が残った場合に必ず処理(b)を選択しなければならないわけではなく、処理(a)を選択してもよい。
[不溶化の時機と金属分分離工程順序]
 不溶化を行う時機、即ちアミンを添加する時機は特に制限されない。考えられる金属分分離工程での順序と共に示すと下記の通りとなる。
(I)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水への溶解→不溶化→分離
(II)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水への溶解→不溶化→分離→分離
(III)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水への溶解→分離→不溶化→分離
(I)~(III)のうちどれが好ましいというものはなく、用いる分離方法および分離機によって選択すれば良い。(I)~(III)のいずれでも金属分は問題なく分離可能である。
[固液分離方法及び用いる分離機]
 処理(a)における固液分離方法としては、ろ過及び遠心沈降が好ましく用いられ、それらを単独で行ってもよいし又は組み合わせてもよい。具体的な固液分離方法としては、一回のろ過、二回のろ過、ろ過次いで遠心沈降、一回の遠心沈降、二回の遠心沈降、及び遠心沈降次いでろ過、が挙げられる。
 処理(b)におけるアミン添加前の固液分離方法及びアミン添加後の固液分離方法は、それぞれ、処理(a)における固液分離方法と同様、ろ過及び遠心沈降が好ましく用いられ、それらを単独で行ってもよいし又は組み合わせてもよい。好ましくは、アミン添加前の固液分離が一回のろ過又は一回の遠心沈降によってなされ、かつ、アミンを添加した後の固液分離が一回のろ過又は一回の遠心沈降によってなされる。
 用いることのできる分離機は、ろ過装置として、水平ろ葉型加圧ろ過機、自動ろ紙交換式加圧フィルター、振動式膜分離装置、セラミック膜フィルター、遠心沈降装置として、デカンタ型遠心分離機、標準分離板型遠心沈降機、を挙げることができる。
 処理(a)における固液分離を一回のろ過で行う場合は、ろ過装置は制限されず、いずれの装置も用いることが可能であるが、水平ろ葉型加圧ろ過機、自動ろ紙交換式加圧フィルター、振動式膜分離装置を用いることが好ましい。水平ろ葉型加圧ろ過機、自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いる場合は、珪藻土等のろ過助剤をプリコート(ろ材表面に助剤の層を形成)及びボディーフィード(原液に助剤を添加)に用いることが好ましい。プリコートとボディーフィードを行うことで、ろ材の目詰まり防止とろ過抵抗の低減が可能となる。
 処理(a)における固液分離を二回のろ過で行う場合、及び処理(b)におけるアミン添加前の固液分離を一回のろ過で行い、かつ、アミンを添加した後の固液分離を一回のろ過で行う場合は、用いるろ過装置は制限されず、いずれの装置も用いることが可能であり、現状保有する装置及びコスト等の面から勘案すればよい。この場合、二段目に用いるろ過装置の能力等は、ろ過装置のみ用いる場合と比較して低いものを用いることが可能になり、コスト面でろ過装置のみ用いる場合より有利となる場合がある。水平ろ葉型加圧ろ過機、自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いる場合は、珪藻土等のろ過助剤をプリコート及びボディーフィードに用いることが好ましい。
 処理(a)における固液分離をろ過次いで遠心沈降で行う場合、及び処理(b)におけるアミン添加前の固液分離を一回のろ過で行い、かつ、アミンを添加した後の固液分離を一回の遠心沈降で行う場合は、用いるろ過装置及び遠心沈降装置は制限されず、いずれの装置も用いることが可能であり、現状保有する装置及びコスト等の面から勘案すればよい。一段目のろ過で水平ろ葉型加圧ろ過機、自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いる場合は、珪藻土等のろ過助剤をプリコート及びボディーフィードに用いることが好ましい。
 処理(a)における固液分離を一回の遠心沈降で行う場合は、分離機として高い遠心力を得ることが可能な標準分離板型遠心沈降機を用いることが好ましい。
 処理(a)における固液分離を二回の遠心沈降で行う場合、及び処理(b)におけるアミン添加前の固液分離を一回の遠心沈降で行い、かつ、アミンを添加した後の固液分離を一回の遠心沈降で行う場合は、用いる遠心沈降装置は制限されないが、デカンタ型遠心分離機を用いて粗分離した後、標準分離板型遠心沈降機を用いるのが好ましい。この場合、二段目に用いる標準分離板型遠心沈降機の能力等は、標準分離板型遠心沈降機のみ用いる場合と比較して低いものを用いることが可能になり、コスト面で標準分離板型遠心沈降機のみ用いる場合より有利となる場合がある。
 処理(a)における固液分離を遠心沈降次いでろ過で行う場合、及び処理(b)におけるアミン添加前の固液分離を一回の遠心沈降で行い、かつ、アミンを添加した後の固液分離を一回のろ過で行う場合は、用いる遠心沈降装置及びろ過装置は制限されず、いずれの装置も用いることが可能であり、現状保有する装置及びコスト等の面から勘案すればよい。二段目のろ過で水平ろ葉型加圧ろ過機、自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いる場合は、珪藻土等のろ過助剤をプリコート及びボディーフィードに用いることが好ましい。
[不溶化と金属分分離時の雰囲気]
 処理(a)及び(b)における不溶化(アミン添加)と金属分分離時における雰囲気については特に制限されないが、不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。不活性ガスとしては、アルゴン及び窒素等が挙げられ、好ましくは窒素が用いられる。不活性ガス雰囲気下で不溶化を行うことにより、ナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液に溶解しているコバルト及びマンガン等の金属分は水酸化物として不溶化し析出してくることになる。
[不溶化で用いるアミンとその添加量]
 処理(a)及び(b)において添加するアミンとしては、工程(B1)と同様のアミンが例示でき、トリエチルアミンが好ましい。また、工程(B1)で循環使用しているものを不溶化で用いてもよいし、工程(B22)で循環使用しているものを工程(B1)で用いることもできる。
 なお、アミンに代えて、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等の無機塩基を用いても塩水溶液に溶解しているコバルト及びマンガン等の金属分は不溶化により除去可能であるが、用いた無機塩基由来のナトリウムやカリウムが塩水溶液中に残留してしまう問題がある。
 アミンの添加量は工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液に溶解しているコバルト及びマンガン等の金属分量を勘案して決定すればよい。一般的にはナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液中に溶解している金属総量の1当量以上100当量以下であり、好ましくは2当量以上50当量以下であり、特に好ましくは5当量以上20当量以下である。尚、当量とはモル当量を示す。
[不溶化条件]
 不溶化における温度条件は特に制限されないが、25℃~80℃が好ましく、40℃~70℃がより好ましい。金属分分離におけるろ過及び遠心沈降のいずれも有機不純物が精製されたナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液の粘度は低い方が好ましいので、金属分分離の際は上記液温のまま実施することが好ましい。圧力条件は特に制限されないが、アミン揮散防止の観点から常圧若しくは微加圧が好ましい。不溶化時間は1分以上であれば特に制限されないが、好ましくは5分以上60分以下、特に好ましくは10分以上30分以下である。
<工程(B23):ナフタレンジカルボン酸アミン塩水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程>
 工程(B23)では、前記工程(B22)で金属分を除去した後のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る。
 前記工程(B23)においてナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得るための具体的な処理方法は、本発明の第1実施形態の工程(A22)と同様である。即ち、(1)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の溶解している水溶液に、ナフタレンジカルボン酸よりも酸性度の高い酸を加えてナフタレンジカルボン酸を析出させる方法、(2)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液をそのまま加熱して水とアミンを完全に留出除去する方法、及び(3)ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を水存在下で加熱することによりアミン塩を分解して水とアミンを留出させ、塩水溶液中にナフタレンジカルボン酸を析出させる方法等があり、(3)の方法が好ましい。
 以下に実施例及び比較例により本発明の方法を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない
 以下の各実施例、比較例及び表中に記した略号は次の通りである。
 NDCA:2,6-ナフタレンジカルボン酸
 NA:ナフトエ酸
 MNA:メチルナフトエ酸
 FNA:ホルミルナフトエ酸
 ANA:アセトキシナフトエ酸
 TMA:トリメリット酸
 Br-NDCA:ナフタレンジカルボン酸ブロマイド
 NTCA:ナフタレントリカルボン酸
 TEA:トリエチルアミン
 NDCA・TEA:2,6-ナフタレンジカルボン酸トリエチルアミン塩
 以下の実施例及び比較例において、粗ナフタレンジカルボン酸及び精製ナフタレンジカルボン酸の評価方法は以下の通りである。
 また、NDCA・TEA結晶は、そのままでは不純物に関しての品質評価ができないので、便宜上、110℃で3hr真空乾燥することによりアミンを脱離させてナフタレンジカルボン酸含有結晶とし、同様に評価した。
[NDCA純度及び有機不純物含量]
 メチルエステル化後にガスクロマトグラフィーにより分析した。
[色相値]
 試料1gを1N-水酸化ナトリウム水溶液10mlに溶解し、光路長10mmの石英セルを用いた400nmの吸光度(以下、「OD400値」と略記する)で評価した。
[残留金属分]
 湿式分解処理後、ICP発光分析法にて分析した。
[NDCA回収率]
 NDCA回収率は、原料として仕込んだ粗ナフタレンジカルボン酸中のナフタレンジカルボン酸の量に対する、上記ナフタレンジカルボン酸含有結晶中に含まれるナフタレンジカルボン酸の量の割合で示した。
[NDCA・TEAの結晶の粒径]
 レーザー式粒度分布計を用い、乾式測定法にて測定した。
[NDCA・TEAのケーキの性状]
 NDCA・TEAのケーキの性状を、以下の基準で判断した。
 悪い:ケーキの剥離、移相が困難。
 問題有り:ケーキの剥離、移相は可能なものの、リンス液(溶媒)のロスが多い。
 良好:ケーキの剥離、移相可能な状態で、かつ、リンス液のロスが少ない。
<製造例A1>
 酸化反応器に、撹拌装置、還流冷却器、原料2,6-ジメチルナフタレン供給管、溶媒供給管、空気供給管及び反応生成物抜き出し管等が設置されている内容積3Lのチタン製外部加熱器つきオートクレ-ブを使用し、2,6-ナフタレンジカルボン酸を連続的に製造した。
 2,6-ジメチルナフタレン原料は液状に保つために130℃に加熱し、ピストン型ポンプを使用して酸化反応器へ供給した。溶媒は調合槽で予め触媒成分を加えて調合し、ピストン型ポンプを使用して酸化反応器へ供給した。反応液面は常にコントロールされ、反応器容量のほぼ50%になるように運転した。調合槽は外部加熱装置によって加熱調節した。原料2,6-ジメチルナフタレン供給量及び溶媒供給量及び溶媒成分は次の通りであった。
 2,6-ジメチルナフタレン供給量:毎時300g
 溶媒:酢酸、供給量は毎時1200g
 溶媒中他成分の質量組成
 水分:5%
 Mn:2000ppm
 Co:1000ppm
 Br:3000ppm
 なお、Mnは酢酸マンガン4水和物、Coは酢酸コバルト4水和物、Brは臭化水素酸として添加した。圧縮空気を酸化反応器のベントガス中の酸素濃度が1.2~2.0%の範囲になるように供給速度を調節した。酸化反応温度は酸化反応器の中段下部に挿入した温度計が210℃になるように外部加熱器を調節した。反応圧力は還流冷却器の下流に設置した圧力計が20MPaGになるように下流の圧力調製弁で調製した。還流冷却器で凝縮した凝縮液は一部系外へ排出し、残りの部分は酸化反応器へ還流させた。以上の操作により得られたNDCAを含むスラリーを濾過、乾燥することで、粗ナフタレンジカルボン酸を得た。
 粗ナフタレンジカルボン酸は、NDCAの純度が97.00%であり、不純物としてNAを870ppm、MNAを210ppm、TMAを7700ppm、FNAを3900ppm、ANAを330ppm、Br-NDCAを1600ppm、及びNTCAを3200ppm含んでいた。
<実施例A1>
 還流冷却器、攪拌装置、温度測定管付きの500mLのガラス製3口フラスコに、製造例A1で得た原料の粗ナフタレンジカルボン酸54.4gを、水32.7g及びアセトン54.9gの混合液に添加して攪拌した。攪拌しながらTEA60.0gを毎分2.0gの速度で滴下し、塩形成反応を行った。粗ナフタレンジカルボン酸のNDCA純度から、粗ナフタレンジカルボン酸中に含まれるNDCA量を計算すると52.8gと算出された。前記NDCA量に基づいて、アミンの添加速度を計算すると、アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.081モル倍と算出された。次にこのスラリーを攪拌しながらアセトンを200g追加し、母液に溶解している塩を晶出させた。晶出後のスラリーの温度を25℃に調節し、バスケット型遠心分離機を用いて150Gの遠心力にて固液分離し、100gのアセトンでリンスした。リンス後、バスケット型遠心分離機の回転を30秒間維持し、リンス液の脱液をおこなった。この時の結晶含液率は1.8%であった。ケーキの性状は良好で、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性に問題なかった。ケーキを全量回収し、付着しているリンス液を風乾により除き、NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得た。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表1に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表1に示す。ナフタレンジカルボン酸含有結晶中に存在するNDCA量から算出したNDCA回収率は95%と算出された。
 上記NDCA・TEA結晶101gと水121g及びTEA12gを混合し、NDCA・TEA水溶液を調製した。このNDCA・TEA水溶液は含金属スラッジにより濁っており、0.1μmフィルターにより濾過することで、清澄なNDCA・TEA水溶液を得た。この清澄なNDCA・TEA水溶液を、コンデンサー、攪拌装置、加圧濾過装置、アルミブロックヒーターを備えた500mLのSUS304製オートクレーブに仕込み、150℃に加熱して、攪拌下同温度に維持しながら、毎時200gの速度でイオン交換水を新たに添加し、添加量と同量の留出液を得る塩分解操作を1hr行った。ついで、100℃まで放冷後に加圧濾過し、得られた結晶を水100gで洗浄後、110℃で3hr乾燥した。その結果、表1に示す組成と色相の十分精製された高純度なナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例A2>
 TEAを毎分10.2gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.41モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。ケーキの含液率は3.2%であり、性状は良好で、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性に問題なかった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表1に示す。またNDCA・TEA結晶の品質評価を表1に示す。
 上記NDCA・TEA結晶を用いて、塩分解操作を実施例A1と同一に行った。その結果、表1に示す組成と色相の十分精製された高純度なナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例A3>
 TEAを毎分5.0gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.20モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。ケーキの含液率は2.2%であり、性状は良好で、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性に問題なかった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表1に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表1に示す。
 上記NDCA・TEA結晶を用いて、塩分解操作を実施例A1と同一に行った。その結果、表1に示す組成と色相の十分精製された高純度なナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例A4>
 TEAを毎分0.26gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.011モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。ケーキの含液率は1.7%であり、性状は良好で、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性に問題なかった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表1に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表1に示す。
 上記NDCA・TEA結晶を用いて、塩分解操作を実施例A1と同一に行った。その結果、表1に示す組成と色相の十分精製された高純度なナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例A5>
 TEAを毎分0.13gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.0053モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。ケーキの含液率は1.7%であり、性状は良好で、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性に問題なかった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表1に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表1に示す。
 上記NDCA・TEA結晶を用いて、塩分解操作を実施例A1と同一に行った。その結果、表1に示す組成と色相の十分精製された高純度なナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例A6>
 TEAを毎分0.051gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.0021モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。ケーキの含液率は1.6%であり、性状は良好で、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性に問題なかった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表1に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表1に示す。
 上記NDCA・TEA結晶を用いて、塩分解操作を実施例A1と同一に行った。その結果、表1に示す組成と色相の十分精製された高純度なナフタレンジカルボン酸を得た。
<比較例A1>
 TEA60.0gを100mlビーカーにとり、スラリーに対して一度に添加した以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。なおこの際のアミンの添加時間は約10秒であったため、添加速度はNDCAに対して毎分約15モル倍と算出され、ケーキの含液率は10%であった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出されたNDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表2に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表2に示す。
 上記NDCA・TEA結晶の粒径は小さく、含液率は高く、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性等の性状は著しく悪いものであった。工業的に行った場合には、(イ)固液分離での困難(ロ)工程での閉塞(ハ)プロセスコスト高を懸念される結果であった。また、上記NDCA・TEA結晶の品質評価でもOD400値及び有機不純物の量は実施例と比較して高く、十分な精製効果も得られなかった。
<比較例A2>
 TEAを毎分12.0gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.49モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってアミン塩を得た。ケーキの含液率は4.0%であった。乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表2に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表2に示す。
 上記NDCA・TEA結晶の粒径は小さく、含液率は高く、濾布からの剥離性、ケーキの移送性、流動性等が実施例の条件よりも悪化した。工業的に行った場合には、(イ)固液分離での困難(ロ)工程での閉塞(ハ)プロセスコスト高を懸念される結果であった。また、上記NDCA・TEA結晶の品質評価でも有機不純物の量は実施例と比較して高く、十分な精製効果も得られなかった。
<比較例A3>
 TEAを毎分20.0gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.81モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。ケーキの含液率は5.0%であった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表2に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表2に示す。
 上記NDCA・TEA結晶の粒径は小さく、含液率は高く工業的に行った場合には、(イ)固液分離での困難(ロ)工程での閉塞(ハ)プロセスコスト高を懸念される結果であった。また、上記NDCA・TEA結晶の品質評価でも有機不純物の量は実施例と比較して高く、十分な精製効果も得られなかった。
<比較例A4>
 TEAを毎分0.026gの速度で滴下(アミンの添加速度はNDCAに対して毎分0.0011モル倍)する以外は実施例A1と同一に行ってNDCA・TEAを得た。ケーキの含液率は1.6%であった。NDCA・TEAの乾燥結晶101gを得て、NDCA回収率は95%と算出された。NDCA・TEA結晶の粒径及び含液率を表2に示す。また、NDCA・TEA結晶の品質評価を表2に示す。実施例A6と比較して結晶の品質は同等であった。
 しかし、塩形成工程におけるTEAの投入に要する時間が膨大過ぎて工業的に採用できる方法ではなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 以下に実施例B1~B21及び比較例B1~B3において用いた装置の詳細を示す。
 標準分離板型遠心沈降機:アルファ・ラバル株式会社製ディスク型遠心分離機 型式LAPX404
 デカンタ型遠心分離機:三菱化工機株式会社製ミニベーンデカンター 型式DS100V
 水平ろ葉型加圧ろ過機:IHI株式会社製リーフフィルター 型式CFR0.5-3-50型 ろ過面積0.5m2
 自動ろ紙交換式加圧フィルター:三菱化工機株式会社製シュナイダフィルター 型式CF-20-S4 ろ過面積0.2m2
 振動式膜分離装置:テクノアルファ株式会社製V-SEP L-モード ろ過面積0.046m2 MF0.45μm膜使用
セラミック膜フィルター:日本ガイシ株式会社製テスト機 ろ過面積0.35m2 セフィルトMF0.1μm膜使用
<製造例B1>
 特許文献6の製造例を参考にして、2,6-ジメチルナフタレンの酸化反応を実施し、粗ナフタレンジカルボン酸を得た。
 氷酢酸179.7kgに、酢酸コバルト(四水塩)0.38kg、酢酸マンガン(四水塩)3.2kg、臭化水素(47%水溶液)0.743kgを混合し溶解させ、触媒液を調製した。撹拌機、還流冷却器及び原料送液ポンプを備えた500Lチタン製オートクレーブに前記の触媒液74kgを仕込んだ。残りの触媒液は2,6-ジメチルナフタレン18kgと混合して原料供給槽に仕込み、加熱して2,6-ジメチルナフタレンを溶解させ原料液を調製した。窒素で反応系内の圧力を1.8MPaGに調製し、撹拌しながら温度200℃に加熱した。温度、圧力が安定した後、原料液及び圧縮空気を反応器に供給し酸化反応を開始した。反応器オフガス中の酸素濃度が1.0容量%になるように供給空気流量を調節しながら、原料液を2時間かけて連続的に供給した。原料液の供給終了後、空気の供給を9分間継続した。反応終了後、反応器を室温まで冷却して反応生成物を取り出し、ヌッチェを用いて吸引ろ過し、水及び酢酸で洗浄後、乾燥した。その結果、NDCA純度98.60%であり、FNA2600ppm、コバルト360ppm、マンガン2500ppm含む粗ナフタレンジカルボン酸が得られた。
<製造例B2>
 特許文献5の実施例21を参考にして、塩形成-晶出操作を実施し、NDCA・TEAの結晶を得た。
 還流冷却器、撹拌装置、温度測定管付き200LのSUS316L製反応器に、製造例B1で得られた粗ナフタレンジカルボン酸20kg、アセトン16kg、水12kgを仕込み(溶媒含水率42.8%)、TEA20kgを加え、25℃に保って30分撹拌混合し、塩形成を行った。次にアセトン64.4kgを添加し、30分撹拌混合し、更にNDCA・TEA結晶を析出させた。25℃でNDCA・TEA結晶を含むスラリーをバスケット型遠心分離機で遠心分離した後、バスケット型遠心分離機ろ布上の結晶をアセトン30kgでリンスした。その結果、NDCA・TEA結晶が41.4kg得られた。該NDCA・TEA結晶を110℃で3hr真空乾燥することで得られたナフタレンジカルボン酸含有結晶は、NDCA純度が99.88%であり、FNAを170ppm、コバルトを360ppm、マンガンを2500ppm含んでおり、NDCAの回収率は98.0%であった。上記操作を10回繰り返し行い、NDCA・TEAを415kg得た。
<実施例B1>
 撹拌装置、温度測定管付き50LのSUS316L製反応器に、製造例B2で得られたNDCA・TEA結晶15kgと15kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。次に窒素雰囲気下でTEA373g(10当量)を添加し、70℃で30分撹拌し不溶化を行った。得られた溶液を窒素雰囲気下、70℃において水平ろ葉型加圧ろ過機に供給しろ過を行い、金属分を分離した。水平ろ葉型加圧ろ過機でのろ過を行う際は、プリコート用ろ過助剤としてラヂオライト♯100及びラヂオライト♯800S(いずれも昭和化学工業製)の混合物を、ボディーフィード用ろ過助剤としてラヂオライト♯800Sをそれぞれ用いた。この溶液700gを撹拌装置、加圧ろ過装置、ガス抜き出し口を備えた3LのSUS316L製オートクレーブに入れ、窒素置換後、200℃まで加熱し、同温度下で100g/hrの速度で水を加えながら、送水量と同量の留出液を反応装置上部より抜き出す操作を2時間行った。総留出液量は溶液中のNDCA量に対して約21倍であった。次いで同温度で加圧ろ過し、得られた結晶を水で洗浄後、120℃で5時間真空乾燥し、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B2>
 不溶化においてTEA746gを加えた以外は実施例B1と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B3>
 ろ過において自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いた以外は実施例B2と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B4>
 ろ過において振動式膜分離装置を用いた以外は実施例B2と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。なお、この場合はろ過助剤を用いていない。
<実施例B5>
 50LのSUS316L製容器に、製造例B2で得られたNDCA・TEA結晶15kgと15kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。この溶液を70℃において水平ろ葉型加圧ろ過機に供給しろ過を行い、金属分を分離し、撹拌装置、温度測定管付き50LのSUS316L製反応器にろ液を受けた。水平ろ葉型加圧ろ過機でのろ過を行う際は、プリコート用ろ過助剤としてラヂオライト♯100及びラヂオライト♯800Sの混合物を、ボディーフィード用ろ過助剤としてラヂオライト♯800Sをそれぞれ用いた。次に窒素雰囲気下でTEA746gを添加し、70℃で30分撹拌し不溶化を行った。得られた溶液を窒素雰囲気下、70℃においてセラミック膜フィルターに供給しろ過を行い、金属分を分離した。なお、セラミック膜フィルターを用いたろ過時には、10分間隔でろ液による逆洗を行った。その後は、実施例B1と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B6>
 一段目のろ過において自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いた以外は実施例B5と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B7>
 一段目のろ過において振動式膜分離装置を用いた以外は実施例B5と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。なお、振動式膜分離装置でのろ過においてはろ過助剤は用いていない。
<実施例B8>
 二段目のろ過において振動式膜分離装置を用いた以外は実施例B7と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B9>
 50LのSUS316L製容器に、製造例B2で得られたNDCA・TEA結晶15kgと15kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。この溶液を70℃において水平ろ葉型加圧ろ過機に供給しろ過を行い、撹拌装置、温度測定管付き50LのSUS316L製反応器にろ液を受けた。水平ろ葉型加圧ろ過機でのろ過を行う際は、プリコート用ろ過助剤としてラヂオライト♯100及びラヂオライト♯800Sの混合物を、ボディーフィード用ろ過助剤としてラヂオライト♯800Sをそれぞれ用いた。次に窒素雰囲気下でTEA746gを添加し、70℃で30分撹拌し不溶化を行った。この不溶化液を標準分離板型遠心沈降機に窒素雰囲気下、70℃において2L/minで供給し金属分を分離した。その後は実施例B1と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸Aを得た。
<実施例B10>
 一段目のろ過において振動式膜分離装置を用いた以外は実施例B9と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。なお、振動式膜分離装置を用いたろ過においては、ろ過助剤は用いていない。
<実施例B11>
 撹拌装置、温度測定管付き50LのSUS316L製反応器に、製造例2で得られたNDCA・TEA結晶15kgと15kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。次に窒素雰囲気下でTEA746gを添加し、70℃で30分撹拌し不溶化を行った。この不溶化液を標準分離板型遠心沈降機に窒素雰囲気下、70℃において1L/minで供給し金属分を分離した。その後は実施例1と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B12>
 撹拌装置、温度測定管付き50LのSUS316L製反応器に、製造例B2で得られたNDCA・TEA結晶15kgと15kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。次に窒素雰囲気下でTEA746gを添加し、70℃で30分撹拌し不溶化を行った。この不溶化液をデカンタ型遠心分離機に窒素雰囲気下、70℃において1L/minで供給し金属分を分離し、50LのSUS316L製容器に溶液を受けた。この溶液を標準分離板型遠心沈降機に窒素雰囲気下、70℃において2L/minで供給し金属分を分離した。その後は実施例B1と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B13>
 50LのSUS316L製容器に、製造例B2で得られたNDCA・TEA結晶15kgと15kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。この溶液をデカンタ型遠心分離機に70℃において1L/minで供給し金属分を分離し、撹拌装置、温度測定管付き50LのSUS316L製反応器に溶液を受けた。次に窒素雰囲気下でTEA746gを添加し、70℃で30分撹拌し不溶化を行った。この不溶化液を標準分離板型遠心沈降機に窒素雰囲気下、70℃において2L/minで供給し金属分を分離した。その後は実施例B1と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B14>
 2L/minで供給した以外は実施例B11と同様の操作を行い、標準分離板型遠心沈降機で金属を分離した。得られた溶液を窒素雰囲気下、70℃において水平ろ葉型加圧ろ過機に供給しろ過を行った。水平ろ葉型加圧ろ過機でのろ過を行う際は、プリコート用ろ過助剤としてラヂオライト♯100及びラヂオライト♯800Sの混合物を、ボディーフィード用ろ過助剤としてラヂオライト♯800Sをそれぞれ用いた。水平ろ葉型加圧ろ過機でのろ過後は、実施例B1と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B15>
 50LのSUS316L製容器に、製造例B2で得られたNDCA・TEA結晶15kgと15kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。この溶液を標準分離板型遠心沈降機に70℃において2L/minで供給し金属分を分離し、撹拌装置、温度測定管付き50LのSUS316L製反応器に溶液を受けた。次に窒素雰囲気下でTEA746gを添加し、70℃で30分撹拌し不溶化を行った。不溶化後は水平ろ葉型加圧ろ過機を用い実施例B14と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B16>
 二段目のろ過において自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いた以外は実施例B14と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B17>
 二段目のろ過において自動ろ紙交換式加圧フィルターを用いた以外は実施例B15と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。
<実施例B18>
 二段目のろ過において振動式膜分離装置を用いた以外は実施例B14と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。なお、振動式膜分離装置を用いたろ過においては、ろ過助剤は用いていない。
<実施例B19>
 二段目のろ過において振動式膜分離装置を用いた以外は実施例B15と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。なお、振動式膜分離装置を用いたろ過においては、ろ過助剤は用いていない。
<実施例B20>
 二段目のろ過においてセラミック膜フィルターを用いた以外は実施例B14と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。なお、セラミック膜フィルターを用いたろ過時には、10分間隔でろ液による逆洗を行った。また、セラミック膜フィルターを用いたろ過においては、ろ過助剤は用いていない。
<実施例B21>
 二段目のろ過においてセラミック膜フィルターを用いた以外は実施例B15と同様の操作を行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。なお、セラミック膜フィルターを用いたろ過時には、10分間隔でろ液による逆洗を行った。また、セラミック膜フィルターを用いたろ過においては、ろ過助剤は用いていない。
<比較例B1>
 特許文献5の実施例17を参考に操作を実施した。
 3Lのガラス製容器に、製造例B2で得られたNDCA・TEA結晶1kgと1kgの水を仕込み、NDCA・TEA結晶を溶解させた。この溶液を1μmのフィルターで精密ろ過して異物と不溶金属分を分離した。その後、塩分解操作を実施例B1と同様に行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。得られた精製ナフタレンジカルボン酸は塩形成-晶出工程は行っているので、FNA分は問題ないが、不溶化を行っていないため、残留金属分が高いものであった。
<比較例B2>
 特許文献6の実施例1を参考に操作を実施した。
 還流冷却器、撹拌装置、温度測定管を備えた2Lのガラス製4つ口フラスコに製造例B1で得られた粗ナフタレンジカルボン酸200g、水1070g、TEA205.9g(NDCAに対して1.1当量)を加え30分撹拌した。溶解せずに析出した金属分を、細孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、さらに細孔径5μmのフィルターを用いろ過した。その後、塩分解操作を実施例B1と同様に行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。得られた精製ナフタレンジカルボン酸はFNA分、金属分共に高いものであった。
<比較例B3>
 特許文献6の実施例3を参考に操作を実施した。
 還流冷却器、撹拌装置、温度測定管を備えた2Lのガラス製4つ口フラスコに製造例B1で得られた粗ナフタレンジカルボン酸200g、水1070g、TEA205.9g(NDCAに対して1.1当量)を加え30分撹拌した。溶解せずに析出した金属分を、細孔径10μmの焼結金属フィルターでろ過した後、細孔径1μmのニトロセルロース製メンブランフィルターを用いろ過した。さらに、活性炭を充填したガラス製カラムに流通させた。その後、塩分解操作を実施例B1と同様に行い、表3に示す精製ナフタレンジカルボン酸を得た。得られた精製ナフタレンジカルボン酸はFNAが200ppmでわずかに高い以外は問題なかったが、操作が非常に煩雑であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 本発明の第1実施形態の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法によれば、精製ナフタレンジカルボン酸の製造中間物であるナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶は、純度が高くかつ粒径が大きくなる。アミン塩結晶の粒径が大きいことにより、
(1)固液分離が容易であり、
(2)結晶ケーキの排出及び移送時に閉塞がなく、排出及び移送が容易であり、
(3)アミン塩結晶が含液率(母液の及びリンス液の含有率)が低く、プロセスコストを改善できる。
 したがって、精製ナフタレンジカルボン酸を工業的に有利に製造することができる。本発明は、ナフタレンジカルボン酸の精製において工業的意義が大きい。
 本発明の第2実施形態の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法によれば、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に、又はナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を固液分離して得た液に、アミンを添加して、金属分の析出を促進させることで、低製造コスト、簡便な構成、且つ工業的手法により容易に精製されたナフタレンジカルボン酸を製造することが可能である。本発明の方法は工業的にも優れた方法であることから、本発明の工業的意義は非常に大きい。

Claims (15)

  1.  (A1)水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程;及び
     (A2)前記工程(A1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程
     を含む精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法であって、
     前記工程(A1)が、
      (A11)水と有機溶媒との混合液にナフタレンジカルボン酸含有原料を添加することで、ナフタレンジカルボン酸が分散したスラリーを調製する工程;
      (A12)前記工程(A11)で調製したスラリーにアミンを添加しナフタレンジカルボン酸アミン塩を形成させることで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶が分散したスラリーを調製する工程;及び
      (A13)前記工程(A12)で調製したスラリーを固液分離することで、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程
     を含み、
     前記工程(A12)におけるアミンの添加速度がナフタレンジカルボン酸1モルに対し毎分0.002~0.4モルである、
     精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  2.  前記工程(A1)におけるナフタレンジカルボン酸含有原料が、置換基を2つ有するナフタレンを酸化触媒存在下で分子状酸素により酸化することにより得られたものである、請求項1に記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  3.  前記工程(A1)における有機溶媒がケトンである、請求項1又は2に記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  4.  前記工程(A12)で添加するアミンが第3級脂肪族アミンである、請求項1~3のいずれかに記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  5.  前記工程(A2)が、
      (A21)前記工程(A1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する工程;及び
      (A22)前記工程(A21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程
     を含む、請求項1~4のいずれかに記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  6.  (B1)水と有機溶媒との混合液中においてナフタレンジカルボン酸含有原料とアミンとを混合してナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を得る工程;及び
     (B2)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程
     を含む精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法であって、
     前記工程(B2)が、
      (B21)前記工程(B1)で得たナフタレンジカルボン酸アミン塩の結晶を水に溶解させることでナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を調製する工程;
      (B22)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する工程;及び
      (B23)前記工程(B22)で金属分を除去した後のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液から精製ナフタレンジカルボン酸を得る工程を含み、
     前記工程(B22)において、
      (a)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液にアミンを添加することで、該水溶液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理;又は
      (b)前記工程(B21)で調製したナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を固液分離して得た液にアミンを添加することで、該固液分離で得た液中に含まれる金属分を不溶化させて析出させ、析出した金属分を固液分離により除去する処理、
     によりナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に含まれる金属分を除去する、
     精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  7.  前記工程(B22)において添加されるアミンの量が、ナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液に溶解している金属総量の1当量以上100当量以下である、請求項6に記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  8.  前記工程(B22)における処理(a)の固液分離が、一回のろ過、二回のろ過、ろ過次いで遠心沈降、一回の遠心沈降、二回の遠心沈降、及び遠心沈降次いでろ過からなる群より選ばれる方法によってなされる、請求項6又は7に記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  9.  前記工程(B22)における処理(b)のアミンを添加する前の固液分離が一回のろ過又は一回の遠心沈降によってなされ、かつ、処理(b)のアミンを添加した後の固液分離が一回のろ過又は一回の遠心沈降によってなされる、請求項6又は7に記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  10.  前記工程(B22)におけるろ過装置として、水平ろ葉型加圧ろ過機、自動ろ紙交換式加圧フィルター、振動式膜分離装置又はセラミック膜フィルターを用い、遠心沈降装置として、デカンタ型遠心分離機、標準分離板型遠心沈降機を用いる、請求項8又は9に記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  11.  前記工程(B22)におけるアミンが第3級脂肪族アミンである、請求項6~10のいずれかに記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  12.  前記工程(B1)におけるナフタレンジカルボン酸含有原料が、置換基を2つ有するナフタレンを酸化触媒存在下で分子状酸素により酸化することにより得られたものである、請求項6~11のいずれかに記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  13.  前記工程(B1)における有機溶媒がケトンである、請求項6~12のいずれかに記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  14.  前記工程(B1)におけるアミンが第3級脂肪族アミンである、請求項6~13のいずれかに記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
  15.  前記工程(B23)において、前記工程(B22)で金属分を除去した後のナフタレンジカルボン酸アミン塩の水溶液を水存在下で加熱することによりアミン塩を分解して水とアミンを留出させ、該水溶液中に精製ナフタレンジカルボン酸を析出させることで精製ナフタレンジカルボン酸を得る、請求項6~14のいずれかに記載の精製ナフタレンジカルボン酸の製造方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114478227B (zh) * 2020-10-27 2024-01-26 中国石油化工股份有限公司 利用2,6-萘二甲酸盐制备2,6-萘二甲酸的方法
CN115215740B (zh) * 2021-04-16 2024-06-28 中国石油化工股份有限公司 一种分离提纯2,6-萘二甲酸的方法及其所得2,6-萘二甲酸

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053557A (ja) * 1996-06-04 1998-02-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 高純度2,6−ナフタレンジカルボン酸の製造方法
JP2001039921A (ja) * 1999-05-26 2001-02-13 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 高純度芳香族ポリカルボン酸の製造方法
KR20030072790A (ko) * 2002-03-06 2003-09-19 주식회사 효성 고순도 2,6-나프탈렌 디카복실산의 제조방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5648498B2 (ja) 1974-04-15 1981-11-16
JPS5714331B2 (ja) 1974-05-08 1982-03-24
EP0636600B1 (en) 1993-02-12 1998-05-20 Mitsui Chemicals, Inc. Method of purifying aromatic dicarboxylic acid
US5859294A (en) * 1996-02-05 1999-01-12 Mitsubishi Gas Chemical Corporation, Inc. Process for the production of high-purity naphthalenedicarboxylic acid
JPH09208518A (ja) 1996-02-05 1997-08-12 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 高純度ナフタレンジカルボン酸の製造法
JP3826960B2 (ja) 1996-02-05 2006-09-27 三菱瓦斯化学株式会社 高純度ナフタレンジカルボン酸の製造方法
TW446698B (en) 1996-02-05 2001-07-21 Mitsubishi Gas Chemical Co Process for the production of high-purity naphthalenedicarboxylic acid
US6452047B1 (en) 1999-05-26 2002-09-17 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Process for producing highly pure aromatic polycarboxylic acid

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1053557A (ja) * 1996-06-04 1998-02-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 高純度2,6−ナフタレンジカルボン酸の製造方法
JP2001039921A (ja) * 1999-05-26 2001-02-13 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 高純度芳香族ポリカルボン酸の製造方法
KR20030072790A (ko) * 2002-03-06 2003-09-19 주식회사 효성 고순도 2,6-나프탈렌 디카복실산의 제조방법

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