(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレフタル酸製造のためのパラキシレン酸化反応器であって、
前記反応器の中心に位置するシャフトと、
複数のブレイドを有し、前記シャフト上に回転自在に設けられた上部インペラと、
複数のブレイドを有し、前記シャフト上に回転自在に設けられ、前記上部インペラおよび前記反応器の底の間に位置する下部インペラと、
前記反応器に液体反応物を供給する液体反応物供給パイプと、
前記反応器に気体反応物を供給する気体反応物供給パイプと、
前記反応器内に形成された生成物を外部に排出させる生成物排出パイプとを含む反応器において、
前記液体反応物供給パイプの終端の断面の中心と前記気体反応物供給パイプの終端の断
面の中心が、反応器の下部から同じ高さに位置し、かつ、前記下部インペラの前記複数のブレイドの上下範囲内に形成される集中攪拌領域に位置し、
前記反応器内における前記気体反応物供給パイプの終端の延長線と前記液体反応物供給パイプの終端の延長線とが、それぞれ前記下部インペラの直径（Ｄ）によって形成される円に接するように形成されることを特徴とする反応器。
【請求項２】
前記上部インペラおよび下部インペラ間の高さの差と前記インペラの直径との比が１．０〜１．５であることを特徴とする請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
前記インペラの直径と前記反応器の直径の比が０．４〜０．５であることを特徴とする請求項１に記載の反応器。
【請求項４】
前記反応器の底から前記下部インペラまでの高さと前記下部インペラの直径の比が０．５以上であることを特徴とする請求項１に記載の反応器。
【請求項５】
前記反応器の底から前記生成物排出パイプの高さと、前記上部インペラおよび下部インペラ間の高さとの差の比が１．２〜１．５であることを特徴とする請求項１に記載の反応器。
【請求項６】
前記反応器は、反応器内に還流を導入する還流パイプをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の反応器。
【請求項７】
前記還流パイプの終端断面の中心の高さは、前記液体反応物供給パイプの終端断面の中心の高さと同じであることを特徴とする請求項６に記載の反応器。
【請求項８】
前記反応器内における前記還流パイプの終端は、前記還流パイプの終端の延長線が前記下部インペラの直径（Ｄ）によって形成される円に接するように形成されることを特徴とする請求項７に記載の反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗テレフタル酸製造のための酸化反応器に関し、より詳しくは、パラキシレンを酸素含有空気と酢酸溶媒の存在下で酸化させて粗テレフタル酸を製造する方法において、酸素含有空気を供給する気体反応物供給パイプ、パラキシレンを供給する液体反応物供給パイプおよびインペラとの位置関係および構造を変更した新しい酸化反応器に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレフタル酸（ＴＡ）は、ポリエステル繊維、ポリエステルフィルム、ビンおよびその他の容器用の樹脂の主な重合体のポリエチレンテレフタレート（polyethylene threphtalate、ＰＥＴ）を重合するための出発物質である。ポリエステル繊維は、繊維製品はもちろんタイヤコードのような産業用としても用いられ、接着剤および油剤にコーティングされたポリエステルフィルムは、ラップテープ、写真用フィルム、記録用テープなどで有用である。
【０００３】
既存のテレフタル酸を製造する方法として、パラキシレンをコバルト、マンガンなどの重金属および臭素を含有する触媒の存在下で、酢酸溶媒の中から分子上酸素によって酸化して製造する方法が知られている。
【０００４】
前記製造方法は、テレフタル酸の工業的な製法として多数優れる点があるが、反応中に溶媒として用いられる酢酸が損失されるため、溶媒の原単位が高くなる問題、および副反応生成物が生成されるという問題がある。
【０００５】
溶媒として用いられる酢酸は、直接に気体反応物である酸素と反応して燃焼する、バーニング（burning）現象が発生したり、酢酸メチル（Methyl acetate）が付加的に生成されることによって損失される。
【０００６】
すなわち、テレフタル酸を生成するためには、
パラキシレン＋酸素→テレフタル酸
上記の主反応が起きなければならないが、溶媒として用いられる酢酸が酸化して、
酢酸＋酸素→酢酸メチル、または
酢酸＋酸素→二酸化炭素＋水
のような副反応が起きることによって酢酸が損失されるようになる。このような酢酸の酸化形状の原因は、反応器内の構造と低い攪拌効果および酢酸の酸化条件がパラキシレンの酸化条件とほぼ同じ競争反応（competitive reaction）であるため知られている。したがって、空気と酢酸が接触する機会を制限する方法が酢酸の酸化を防ぐ最も良い方法として知られている。
【０００７】
また、上記の製造方法による場合、生成物のうちには４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）、パラトルエン酸などの着色の原因となる様々な不純物を含み、高純度テレフタル酸を獲得したい場合は後工程で相当に高度な精製技術が求められるという問題がある。
【０００８】
特に、テレフタル酸製造の工程中に生成される中間体である４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）とパラトルエン酸は、テレフタル酸とは異なって官能基が１つしかなく、以後に重合工程で重合反応を終了させる役割を行なう代表的な有機不純物として知られている。４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）の濃度をテレフタル酸内で２５０ｐｐｍ以下に維持できない場合、縮重合の反応時に反応終結剤の役割を行うために高い分子量のポリエステルを獲得できないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】英国特許出願公開第２１０６７９７号明細書
【特許文献２】中国特許出願公開第１００９９９４５８号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０１３５３４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記のような問題点を解決するために従来の反応器内における気体反応物、液体反応物のインペラによって誘発する流動パターンおよび生成される粗テレフタル酸（ＣＴＡ）の分布を考慮して反応器内の気体反応物供給パイプ、液体反応物供給パイプおよびインペラとの位置関係を調整することによって、反応器内で攪拌効果を高め、中間生成物を減らすことで反応物の生産収率を高め、溶媒として用いられる酢酸の酸化を減らすことができる最適の酸化反応器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る酸化反応器は、テレフタル酸製造のための連続回分式のパラキシレン酸化反応器であって、前記反応器の中心に位置するシャフトと、前記シャフト上に回転自在に設けられた上部インペラと、前記シャフト上に回転自在に設けられ、前記上部インペラおよび前記反応器の底の間に位置する下部インペラと、前記反応器に液体反応物を供給する液体反応物供給パイプと、前記反応器に気体反応物を供給する気体反応物供給パイプと、前記反応器内に形成された生成物を外部に排出させる生成物排出パイプとを含む反応器において、前記液体反応物供給パイプの終端の断面の中心と前記気体反応物供給パイプの終端の断面の中心が反応器の下部から同じ高さに位置することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る酸化反応器は、前記液体反応物供給パイプの終端の断面の中心が前記下部インペラの集中攪拌領域に含まれていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記上部インペラおよび下部インペラ間の高さの差と前記インペラの直径との比が１．０〜１．５であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の反応器は、前記インペラの直径と前記反応器の直径の比が０．４〜０．５であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の反応器は、前記反応器の底から前記下部インペラまでの高さと前記下部インペラの直径の比が０．５以上であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の反応器は、前記反応器の底から前記生成物排出パイプの高さと、前記上部インペラおよび下部インペラ間の高さとの差の比が１．２〜１．５であることを特徴とする。
【００１７】
本発明の反応器において、前記液体反応物供給パイプの終端の延長線は、前記下部インペラの直径（Ｄ）によって形成される円に接することを特徴とする。
【００１８】
本発明の反応器において、前記気体反応物供給パイプの終端の延長線は、前記下部インペラの直径（Ｄ）によって形成される円に接することを特徴とする。
【００１９】
本発明の反応器は、反応器内に還流を導入する還流パイプをさらに含んでもよく、還流パイプの終端断面の中心が、前記液体反応物供給パイプの終端断面の中心および気体供給パイプの断面の中心と同じ高さに位置する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の反応器は、反応器内の攪拌を完全に起こすことによって、４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）などの中間生成体が生成することなく、粗テレフタル酸を生成してパラキシレンの粗テレフタル酸への転換効率を向上させるだけでなく、溶媒として用いられる酢酸のバーニング現象を防止するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の酸化反応器の縦端面図である。
【図２】本発明の酸化反応器の概略図である。
【図３】本発明の液体または気体反応物供給パイプおよび下部インペラとの位置関係を示す断面図である。
【図４】本発明の酸化反応器内の断面図である。
【図５】中間生成物である４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）の質量分率（mass fraction）を高さに応じて測定した結果である。
【図６】反応物のパラキシレンの全体質量に対する質量分率を高さに応じて測定した結果である。
【図７】溶媒である酢酸の酸化量を高さに応じて測定した結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、実施例を介して本発明をさらに具体的に説明するが、このような実施例は単に説明を目的とするためのものであって、本発明を制限するものと解釈されてはいけない。
【００２３】
以下、図面を参照して本願発明をより詳しく説明すれば次の通りである。
【００２４】
図１は、既存のテレフタル酸を製造するための反応器を示す。
【００２５】
図１に示すように、従来における一般の連続攪拌タンク反応器型の酸化反応器は液体反応物供給パイプ１０が上部に位置し、気体反応物供給パイプ（空気供給パイプ）が下部２０に位置し、上部から液体反応物を供給し、下部から気体反応物の空気を供給することによって、酸化反応において液体反応物と空気が向流接触（counter-current contact）する方式である。すなわち、液体反応物供給パイプの場合、上部インペラの付近に位置し、気体反応物供給パイプの場合は下部インペラの中心よりも下部に位置して供給された気体が上昇しながらインペラによって攪拌されるようにした。
【００２６】
しかし、このような既存の反応器の場合、下部に供給される空気が上部に移動しながらパラキシレンと反応する前に、反応器内の酢酸と反応して酢酸の酸化反応が起き、酢酸が損失してしまう。また、連続攪拌タンク反応器型の酸化反応器の場合、理論上、定常状態で操業、すなわち、通常に完全混合で運転されるが、実際には反応器内に攪拌がろくに行なわれないデッドゾーン（dead zone）の発生によって、中間生成物の４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）が発生することで粗テレフタル酸の生成収率が落ちることになる。
【００２７】
図２は、本発明酸化反応器の断面を概略的に示す図である。このように本願発明の場合、液体反応物供給パイプ１１０と気体反応物供給パイプ１２０を下部インペラの付近に位置させて液体反応物であるパラキシレンが直接下部から気体反応物である空気と接触することによって、パラキシレンが気泡と接触する確率を高め、溶媒として用いられる酢酸が気泡と接触する確率を低くすることで、結果的には酢酸の酸化が防止されることになる。
【００２８】
気体および液体反応物供給パイプは、反応器の外部から反応器にパイプが導入される導入部、該導入部から反応器内に伸びる延長部、反応器内で反応物を供給する供給パイプの終端に構成され、本願の反応では、実際に反応器内に液体反応物および気体反応物を供給する供給パイプの終端の位置を調整することを特徴とする。
【００２９】
本願の反応では、前記反応器内に伸びる延長部は、前記反応器にパイプが導入される導入部と供給パイプの終端の位置に応じて水平方向または垂直方向に伸びてもよい。
【００３０】
また、液体反応物供給パイプ１１０の終端断面の中心と気体反応物供給パイプ１２０の終端断面の中心は、図３に示すＡの集中攪拌領域（すなわち、図３に示す「Ａ」と表示された下部インペラのブレイド上下範囲内）に位置する。このような場合、下部インペラから誘発した攪拌力を直接用いて同じ方向に強い攪拌を起こすことによって、インペラで発生する気泡と供給パイプを介して供給される反応物の接触面積および接触時間を高める役割を果し、テレフタル酸への転換率を高くする。
【００３１】
液体反応物供給パイプおよび気体反応物供給パイプの個数は反応器の大きさおよび容量に応じて異なるが、反応器内に均一に分布させ、液体反応物供給パイプと気体反応物供給パイプが回転方向へ交番に位置するように配置される。
【００３２】
本発明の反応器において、前記液体反応物供給パイプの終端および気体反応物供給パイプの終端は、図４に示すように、前記各終端の延長線が前記下部インペラの直径（Ｄ）によって形成される仮想の円に接するように形成される。反応物供給パイプの終端が下部インペラの直径によって形成される仮想の円にインペラ回転方向に接するように形成される場合、インペラによる回転力を用いて攪拌がさらに完全に行なわれるようになる。
【００３３】
インペラは、反応器の中央に位置するシャフトに遠心型から上部インペラと下部インペラの２段で装着され、２個〜４個のセクタに区分されたフラットディスクタービン方式や、インペラブレードの部分が中に屈曲したコンケーブ（concave）タイプが好ましい。
【００３４】
インペラの直径をＤ、上下インペラ間の間隔（上下インペラ間の高さの差）をＦとするとき、インペラの直径と上下インペラ間の間隔との比（Ｆ／Ｄ）は１．０〜１．５が好ましい。インペラの直径と上下インペラ間の間隔との比（Ｆ／Ｄ）が１．０以下である場合には反応器の中央部に上下インペラによる攪拌が重なって、反応器の上部と下部にデッドゾーンが発生する恐れがあり、１．５以上である場合には上下インペラの間にデッドゾーンが発生する恐れがあるためである。
【００３５】
インペラの直径（Ｄ）と反応器の直径（Ｔ）との比（Ｄ／Ｔ）は０．４〜０．５が好ましい。０．４以下である場合には、反応器の直径に比べてインペラの直径が小さくて液体反応物と気体反応物を十分に攪拌させることができないため、物質伝達の定数が低下して反応物間の接触確率を減らし、０．５以上である場合には、下部インペラの付近にはデッドゾーンが発生するが、下部インペラから上昇した気体反応物と液体反応物が攪拌される上部インペラ部分の反応領域が減少する現象が発生するためである。
【００３６】
反応器の下面から下部インペラまでの高さ（Ｃ）とインペラの直径（Ｄ）との比は０．５以上であることが好ましい。０．５以下の場合、下部インペラの下段部にデッドゾーンが発生する恐れがあるためである。
【００３７】
従来における反応器の場合、図１に示すように生成物排出パイプ４０が反応器の下段に位置したが、本発明の場合は図２に示すように、排出パイプ１４０が反応器の上段で反応器と接続されている。このとき、下部インペラの中心から生成物排出パイプまでの高さ（Ｈ）と上下部インペラ間の高さの差（Ｆ）との比（Ｈ／Ｆ）は１．２〜１．５であることが好ましい。
【００３８】
本発明の反応器は、液体反応物および気体反応物の流動を連続的に下部から上部に引き上げる構造であって、たとえ生成されたスラリーを排出するスラリーパイプが上部側にあるが、下部にスラリーが蓄積されることはない。結果的に、スラリーの分布と流動パターンを常に一定にして反応器内にデッドゾーンが発生することなく、生成物排出パイプ入口まで製品を搬送することができる。
【００３９】
生成物排出パイプまでの高さと上下部インペラ間の高さの差の比が１．２以下であるか１．５以上である場合、上下部インペラによって誘発する攪拌力により排出されるスラリーは、反応器内で完全に反応が起きないために中間生成物が生成される。生成物排出パイプまでの高さと上下部インペラ間の高さの差の比が１．２〜１．５である場合、反応器内で攪拌が完全に起きたスラリーが排出される。
【００４０】
また、既存の反応器では、生成された粗テレフタル酸を反応器の下部に排出されるため、反応器の上部から供給されて高濃度のパラキシレンは蒸気に排出されながら還流系に流入して蒸留系のロード（load）を加重させてユーティリティ費用を増加させるという問題があったが、本願発明の場合、粗テレフタル酸を反応器の上部に排出させるため、このような問題が解決される。
【００４１】
本願発明における反応器の場合、還流パイプをさらに含んでもよい。
【００４２】
還流は反応器から蒸発された成分を通して凝縮させ、再び反応器内に供給するものであって、酢酸７８％、水２２％で構成され、１５７℃程度に構成される。図１に示すように、既存の還流パイプ３０は反応器の上段から反応器に導入されて反応器内から下段に伸びる。
【００４３】
本願発明における還流パイプは、気体反応物供給パイプおよび液体反応物供給パイプのように、反応器の外部から反応器に導入される導入部、反応器内で伸びる延長部および還流物を反応器に供給する還流パイプの終端で構成され、図２に示すように、還流パイプの終端１３０の断面の中心は、気体反応物供給パイプおよび液体反応物供給パイプの終端断面の中心と同じ高さに設ける。このような場合、還流パイプに供給される酢酸と水が反応器内の反応物の温度よりも低いため、反応器内における速い酸化効果（burning）を減少させる。すなわち、本願発明の場合、液体反応物と気体反応物が反応器内の同じ高さで供給されて反応することによって、反応器内に温度が急激に上昇することはあるものの、還流パイプを同じ高さに設けることによって急激な温度上昇を防止することで溶媒である酢酸の酸化を軽減する役割を果す。
【００４４】
前記酸化工程の産物は、テレフタル酸粉末を含むスラリー形態に得られるため、その後に結晶化工程およびそれから生成される結晶を液晶と分離する工程を必要とする。
【００４５】
収得された粗テレフタル酸を溶解、酸化処理および還元処理のような精製処理を介して精製し、精製されたテレフタル酸を結晶化すれば、結晶含有スラリーを得ることができる。
【００４６】
本願発明に係る液晶酸化反応により得られた粗テレフタル酸を精製する方法として、粗テレフタル酸を水溶媒に高温、高圧下で溶解した後、接触水素化処理、酸化処理、または再結晶処理する方法、あるいはテレフタル酸結晶を一部溶解したスラリーを高温浸漬処理する方法など様々な方法が知られている。特に、粗テレフタル酸を水に溶解して高温・高圧下で、周期率表の第ＶＩＩＩ族貴金属触媒の存在下で接触水素化処理する方法は、高純度テレフタル酸製造における大規模な工業的なプロセスとして数十年の歴史を有する。
【００４７】
一般的な結晶化方法は、獲得したスラリーを水または酢酸に洗浄する方法がある。洗浄されたスラリーは、テレフタル酸結晶を懸濁液の状態として含むが、前記懸濁液から液晶と固晶を分離して得られた固形成分を乾燥し、最終的にテレフタル酸を得ることができる。
【００４８】
本発明の反応器は、粗テレフタル酸の生成のための気体（液体酸化反応に対して説明されているが、一般的な気体）と液体間の酸化反応に適用してもよい。また、パラキシレンを用いた粗テレフタル酸の生成反応だけでなく、メタキシレン、オルトキシレンを用いた粗テレフタル酸生成反応にも適用してもよい。
【実施例１】
【００４９】
図２に示す反応器条件でシミュレーションを行なった。
【００５０】
直径（Ｄ）が２１００ｍｍの６個のブレイドを有し、３つのセクタで構成されたインペラがシャフトへ２段に取り付けられる。反応器の底で下部インペラの中心線までの高さ（Ｃ）は１５５５ｍｍであり、上部インペラと下部インペラとの間隔（Ｆ）は２７００ｍｍである。シャフトは８０ｒｐｍであって時計回りに回転し、下部インペラの中心から生成物排出パイプまでの高さ（Ｈ）は４０００ｍｍである。
【００５１】
図４は、実施例１で用いる反応器内を上から眺めた様子を示す図である。
【００５２】
図４に示すように、パラキシレン供給パイプ、すなわち、液体反応物供給パイプ１１０は直径２１００ｍｍサイズであって、反応器の外部で平面上１２０度の間隔で原点に向かって配置して導入部を介して反応器に導入され、前記液体反応物供給パイプの終端断面の中心が下部インペラブレードの中心よりも１００ｍｍ下部に位置づけるように設けられる。反応器内には前記導入部とパイプ終端を接続する延長部１１０'が、前記液体反応物供給パイプの終端が下部インペラと１００ｍｍ間隔に離れた部分まで設けられるように形成される。
【００５３】
前記液体反応物供給パイプの終端は円の中心方向に設けられることなく、前記終端の延長線がインペラによって作られる仮想の円の接線方向になるように設けられる。
【００５４】
酸素を含む空気は気体反応物供給パイプ１２０に搬送される。気体反応物供給パイプは、図４に示すように全て６個が設けられ、前記液体反応物供給パイプの間に２個ずつ位置するよう反応器に導入される。
【００５５】
気体反応物供給パイプ１２０も反応器に導入された後、反応器内で供給パイプの終端がインペラから１００ｍｍ離隔した部分まで延長部が設けられ、前記気体反応物供給パイプの終端は円の中心方向に設けられることなく、その終端の延長線が下部インペラに作られる仮想の円の接線方向になるように設けられる。前記気体反応物供給パイプの終端断面の中心の高さは、下部インペラブレードの中心よりも１００ｍｍ下部に位置する。
【００５６】
還流パイプ１３０は１５７℃で反応器内に搬送される。還流パイプは２つ（３００Ａ）で、１８０度の間隔で反応器に導入される。還流パイプの終端の部分は、９０度のエルボーに仕上げられ、還流パイプの終端はその延長線が下部インペラに作られる仮想の円の接線方向になるように回転方向に傾いて設けられている。還流パイプの終端は、前記還流パイプ断面の中心と液体反応物供給パイプ断面の中心および気体反応物供給パイプ断面の中心と同じ高さになるよう設ける。
【００５７】
生成されたスラリーは、下部インペラの中心から４０００ｍｍの上に位置した生成物排出パイプ１４０を介して搬送される。
【実施例２】
【００５８】
直径２１００ｍｍの６個のブレイドが３つのセクタに区分されたインペラがシャフトの上部および下部に取り付けられる。反応器の底から下部インペラの中心線までの高さ（Ｃ）は１８００ｍｍであり、上部インペラと下部インペラとの間隔（Ｆ）は３１００ｍｍであり、下部インペラの中心から生成物排出パイプまでの高さ（Ｈ）は３８００ｍｍである。
【００５９】
パラキシレン供給パイプ、すなわち液体反応物供給パイプは、図５に示すように、直径２７５０ｍｍサイズであり、反応器の外部で平面上１２０度の間隔で原点に向かって配置されて導入部は反応器の上部に設けられる。反応器内で液体反応物供給パイプの終端が液体反応物供給パイプの終端断面の中心と下部インペラブレードの中心が一致する高さの部分まで延長部が垂直方向に設けられ、終端と接続される部分は９０度エルボーに曲げられてインペラに対して１００ｍｍ離れた部分まで設けられる。
【００６０】
酸素を含む空気は気体反応物供給パイプ１２０に搬送される。気体反応物供給パイプは、図４に示すように全て６個が設けられ、前記液体反応物供給パイプの間に２個ずつ位置するように反応器に導入される。
【００６１】
気体反応物供給パイプ１２０も反応器の下部に導入部をおいて反応器に導入された後、反応器内で延長部１２０'がインペラから１００ｍｍ離隔された部分まで設けられ、前記気体反応物供給パイプの延長部が下部インペラに作られる仮想の円の接線方向になるように設けられる。前記気体反応物供給パイプの終端断面の中心の高さは、下部インペラブレードの中心よりも１００ｍｍ下部に位置する。
【００６２】
還流（Reflux）パイプ２３０は１５７℃の圧力差により搬送される。還流パイプの導入部は２つであって、反応器の上部に１８０度の間隔に位置する。前記還流パイプ導入部から垂直方向に延び、還流パイプの終端は９０度のエルボーに仕上げられ、還流パイプの終端は液体反応物供給パイプの終端断面の中心および気体反応物供給パイプの終端断面の中心と同じ高さに設け、還流パイプの終端は前記終端の延長線がインペラに作られる仮想の円の円周に接するように設けられる。
【００６３】
生成されたスラリーは、下部インペラの中心から３８００ｍｍの高さに設けられた排出口を介して排出される。
【００６４】
＜比較例１＞
図１に示す既存の反応器を用いて図５Ａに概略的に示すように、液体反応物供給パイプ導入部および液体反応物供給パイプの終端は反応器の上部の上部インペラの付近に設け、気体反応物供給パイプ導入部および気体反応物供給パイプの終端は反応器の下部に設け、生成物排出パイプは下部に設けた。
【００６５】
＜比較例２＞
上下インペラ間の間隔を２０００ｍｍとし、インペラの直径と上下インペラ間の間隔の比を０．９５としたことを除いては実施例１と同じ条件で実施した。
【００６６】
以上のような実施例１、比較例１、２の反応器に対してＣＦＤ−フルーエント（fluent）シミュレーションプログラムを用いて次のような実験を行なった。
【００６７】
＜中間生成物の４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）分率の測定＞
実施例１および比較例１において、反応器内に残っている中間生成物の４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）の方率を測定して図５に示した。
【００６８】
図５に示すように比較例１の場合、中間生成物の４−カルボキシベンズアルデヒド（４ＣＢＡ）の量が実施例１よりも多いことが分かる。これによって実施例１のテレフタル酸の生成率が比較例１よりも高いことが分かる。
【００６９】
＜スラリーにおける粗テレフタル酸分率の測定＞
スラリー全体の生成物である粗テレフタル酸の方率を測定した。粗テレフタル酸の濃度は反応器の上部に上昇しながら高くなった。これは粗テレフタル酸の生成反応が下部インペラ領域から始まって上部インペラ領域で終了するものと説明できる。本願発明では、反応器の上部で一定のスラリー濃度を維持させ、スラリーノズルに粗テレフタル酸スラリーを次のステップ工程へ搬送する。
【００７０】
＜パラキシレン質量分率の測定＞
前記実施例２および比較例１、２において、反応物であるパラキシレンの質量の方率を測定した。図６に示すように、実施例１の上部において液体反応物のパラキシレンの濃度が極めて低く、比較例１と比較してみるときに実施例１の上部は液体反応物のパラキシレンがほとんどないことが分かる。
【００７１】
また、液体反応物であるパラキシレンが下段に供給される実施例１と比較例２の場合、高さによるパラキシレンの質量分率が類似の形態を示すが、下段に供給された液体反応物であるパラキシレンが、反応器の上部に上昇する前に既に大部分の酸化反応が起きたことを表す。
【００７２】
＜酢酸の酸化現象＞
実施例１および比較例１、２において酢酸の酸化現象を測定した。図７に示すように、実施例１では酢酸の酸化が著しく減少することが観察され、これは本願発明において液体反応物供給パイプの終端断面の中心の高さを気体反応物供給部の終端断面の中心の高さと同一にし、還流パイプの高さの調整によるものである。
【００７３】
＜粗テレフタル酸生成率＞
実施例１および比較例１、２において、パラキシレン１００トンを用いた場合、生成される粗テレフタル酸の生成量（ｋｇ）を比較し、その結果を表１に表した。
【００７４】
【表１】
0005414784.tif 000002
【００７５】
本願発明に係る実施例１の場合、従来方式の比較例１と比較するときに生成率が１．８５％増加し、パラキシレン１００トン当たり１．８５トンの粗テレフタル酸が追加生成できることが分かる。また、比較例２と対比するときに実施例１の場合は生成率が増加し、これは上部インペラと下部インペラとの間の間隔を調整した結果である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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