(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に触媒供給口と溢流液抜出口とを有し、下部にスラリー抜出口と溶媒供給口とを有するスラリー化槽と触媒床を収容する触媒槽とを配管で連結すること、スラリー化槽に溶媒を供給しながら粒状活性炭担持触媒を供給して溶媒の一部を触媒中の微粉と共にスラリー化槽から溢流させ残部は触媒の残部と共にスラリーを形成させ配管を経て触媒槽に流入させること、及び触媒槽に流入した触媒スラリーのうち、触媒は槽内に堆積させ溶媒は槽外に排出することの各工程から成ることを特徴とする活性炭担持触媒床の形成方法。
【請求項２】
触媒槽には溶媒が収容されており、この溶媒の中に触媒スラリーを流入させることを特徴とする請求項１記載の活性炭担持触媒床の形成方法。
【請求項３】
粒状活性炭担持触媒が粒状活性炭に貴金属を担持させたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の活性炭担持触媒床の形成方法。
【請求項４】
スラリー化槽から溢流した溶媒から触媒の微粉を回収することを特徴とする請求項３記載の活性炭担持触媒床の形成方法。
【請求項５】
活性炭担持触媒床が、これに粗テレフタル酸水溶液を水素と共に接触させて粗テレフタル酸の精製を行うためのものであることを特徴とする請求項３又は４記載の活性炭担持触媒床の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は触媒槽に粒状活性炭担持触媒を充填して触媒床を形成する方法に関するものである。本発明方法で形成された触媒床は各種の反応に有利に用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
粒状活性炭担持触媒は各種の反応に広く利用されている。その代表的な例の一つは粗テレフタル酸の水添精製である。この方法では、粒状活性炭にパラジウムなどの貴金属を担持した触媒で形成した触媒床に高温下で調製した粗テレフタル酸水溶液と水素とを流通させ、粗テレフタル酸中の４−カルボキシベンツアルデヒドなどの不純物を水添して除去する。触媒床から流出したテレフタル酸水溶液は直列に接続された数個の晶析槽から成る晶析装置に導入し、順次に温度を低下させながらテレフタル酸結晶を析出させる。最後の晶析槽から流出するテレフタル酸結晶スラリーからは、濾過又は遠心分離によりテレフタル酸結晶を回収する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方法における問題点の一つは、粒状活性炭担持触媒は強度が比較的弱いので、運搬や触媒槽への充填に際し衝撃や摩擦により容易に破砕して微粉を生ずることである。
触媒床中の微粉は、触媒床を流通するテレフタル酸水溶液と共に少しづつ触媒床から流出してくる。この微粉が晶析槽に流入するとテレフタル酸結晶の品位を著しく低下させるので、晶析装置への流路の途中にフィルターを設けて微粉を完全に捕集しなければならない。しかし微粉によりフィルターが目詰まりを起こすので、ときどきフィルターを交換する必要がある。また、微粉中には貴金属が触媒本体中よりも高濃度に含有されているので、微粉の生成・流失は触媒活性の低下と貴金属の損失をもたらす。
従って本発明は、触媒槽に粒状活性炭担持触媒を充填するに際し、触媒が破砕して微粉を生じないような充填方法を提供せんとするものである。また本発明は触媒槽に粒状活性炭担持触媒を充填するに際し、触媒に付着している微粉を除去して、形成された触媒床中に極く少量の微粉しか存在しないようにする方法を提供せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上部に触媒供給口と溢流液抜出口とを有し、下部にスラリー抜出口と溶媒供給口とを有するスラリー化槽と、触媒床を収容する触媒槽とを配管で連結してなる装置を用いて触媒床の形成が行なわれる。粒状活性炭担持触媒はスラリー化槽でスラリー化して触媒槽に流入させる。粒状活性炭担持触媒のスラリー化は、溶媒供給口から溶媒を供給してその一部を溶媒溢流口から溢流させながら、触媒供給口から触媒を供給することにより行なわれる。スラリー化槽内で下降する触媒と溢流しようと上昇する溶媒とが向流接触するので、触媒に付着していた微粉は触媒から剥離して上昇する溶媒により持去られ、槽外に溢流する。一方、微粉を除去された触媒は溶媒の一部と共にスラリー化槽から配管を経て触媒槽に流入する。流入したスラリーから触媒を沈降させ溶媒を槽外に流出させると、密に充填された触媒床が形成される。
【０００５】
本発明を図面に基づいて更に具体的に説明すると、図中、１は触媒槽であり、２は触媒槽への反応原料液の供給管、３は触媒槽からの反応生成液の流出管、４は触媒床の支持材である。触媒槽１には予め溶媒を充満させておくのが好ましい。５はスラリー化槽であり、６はスラリー化槽への触媒の供給口、７はスラリー化槽から溢流する溶媒の抜出口である。図示の如く、通常、触媒供給口はスラリー化槽の頭部に、溢流液抜出口は上部側面に設けるのが好ましい。８はスラリー化槽への溶媒の供給口であり、９はスラリー化槽からのスラリーの抜出口である。溶媒がスラリー化槽内を全断面に亘って上昇するように、溶媒供給口はスラリー化槽の周壁にほぼ均等に数ヶ所に配置するのが好ましい。溶媒供給口から供給された溶媒は、一部は触媒供給口から供給された触媒と向流接触しつつ上昇させ、残部は触媒と共にスラリーを形成させて触媒槽に流入させる。本発明では上昇する溶媒により触媒に付着している微粉を除去するので、触媒の粒径や微粉の付着状況にもよるが触媒１ｋｇ当り少くとも０．０１ｍ３  の溶媒が上昇するようにするのが好ましい。上昇する溶媒量が多いほど微粉の除去は良好に行なわれるので、通常は触媒１ｋｇ当り０．０３〜０．０５ｍ３  の溶媒が上昇するようにする。粒状活性炭担持触媒は比重が比較的小さいので、上昇流の流速は通常１〜５ｍ／分、好ましくは１．５〜３ｍ／分程度である。
微粉を含んでスラリー化槽から溢流した溶媒は、フィルター１０で濾過して微粉を回収する。微粉中には一般に触媒本体よりも高濃度で触媒金属成分が含まれているので、捕集した微粉からは常法により効率よく金属成分を回収することができる。
【０００６】
一方、スラリー化槽で微粉を除去された触媒は溶媒と共にスラリーとなって触媒槽に流入するので、衝撃、摩擦による触媒の粉化は、触媒を乾燥状態で充填する場合に比して大幅に減少する。特に前述の如く触媒槽に予め溶媒を充満させておき、触媒スラリーをこの溶媒中に流入させるようにすると、スラリー流入時の衝撃をさらに軽減させることができる。流入したスラリー中の触媒は沈降して支持材４上に堆積し、溶媒は支持材を通過して導管３に流入する。このように本発明によれば、スラリー中から触媒が沈降・堆積して触媒床か形成されるので、触媒床が緻密に構成され、使用中に触媒床の圧密化が起こらない。
【０００７】
本発明の実施の態様の１例を示すと、直径５００ｍｍ、高さ１５００ｍｍで、底部が若干円錐形となっておりその中心にスラリー抜出管が設けられているスラリー化槽に上部から粒状活性炭担持パラジウム触媒（粒径２〜５ｍｍ、パラジウム担持量０．５％）を６００ｋｇ／時間で供給し、同時にスラリー化槽の下部から水を２５ｍ３  ／時間で供給した。水はほぼ上方に９０％、下方に１０％の比率で分配されるようにスラリー抜出管のバルブを調節した。スラリー化槽の上部から微粉を含んで溢流した水はフィルターで濾過して微粉を回収した。
【０００８】
スラリー抜出管を経て抜出されたスラリーは水を充満させた触媒槽に流入させた。触媒槽の下部には、金網の中底があり、触媒は金網上に堆積し、水は金網を抜け槽底の流出管を経て槽外に流出するようになっている。流出管のバルブを調節して触媒槽内には常に水が充満しているようにした。このようにして触媒床の形成を行なったところ、触媒１ｋｇ当り１ｇの微粉が捕集され、微粉のパラジムウ含有量は１３％であった。また、この触媒系にテレフタル酸水溶液と水素とを並流で導入してテレフタル酸の精製を行なったところ、フィルターの目詰まりもなく長期間に亘り安定して運転を行なうことができた。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば衝撃や摩擦により微粉化しやすい粒状活性炭担持触媒から、微粉を含まない触媒床を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従い触媒床を形成する為の装置の１例である。
【符号の説明】
１    触媒槽
２    反応原料液供給管
３    反応生成液抜出管
４    触媒支持部材
５    スラリー化槽
６    触媒供給口
７    溢流液抜出口
８    溶媒供給口
９    スラリー抜出管
１０    フィルター
【図１】
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