(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの向流洗浄を使用して、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物から乾燥カルボン酸ケークを得る方法に関する。より詳しくは、本発明は、ポリエステル又はコポリエステル製造用の出発原料として適当な乾燥テレフタル酸ケークを、スラリー又はケーク状のテレフタル酸生成物から少なくとも１つの向流洗浄を用いて得る方法に関する。
2007517896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）液体交換ゾーンにおいて、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、水湿潤カルボン酸ケーク、母液流、溶剤母液流及び溶剤／水副生成物液体流を形成し（溶剤又は水はカルボン酸スラリーの流れに対して向流に添加する）；
（ｂ）乾燥ゾーン中で前記水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥カルボン酸ケークの製造方法。
【請求項２】
前記液体交換ゾーンが約２〜約４段階の水又は溶剤向流洗浄を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記溶剤及び前記水を、前記カルボン酸スラリーの流れに対して、向流に添加する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記カルボン酸がテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸及びそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記カルボン酸がテレフタル酸である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記乾燥ゾーンが、前記水湿潤カルボン酸ケーク中の少なくとも１０％の揮発分を蒸発させる請求項１、２又は３に記載の方法。
【請求項７】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含んでなる前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において酸化ゾーンから回収する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
（ａ）溶剤液体交換ゾーン中で、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、溶剤を含むカルボン酸ケーク、母液流及び溶剤母液流を形成し；
（ｂ）場合によっては、向流水洗ゾーン中で、溶剤を含むカルボン酸ケークに水を添加して、水湿潤カルボン酸ケーク及び溶剤／水副生成物液体流を生成し；
（ｃ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥カルボン酸ケークの製造方法。
【請求項９】
前記カルボン酸が、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸及びそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記カルボン酸がテレフタル酸である請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１２】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含む前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において、酸化ゾーンから回収する請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）固液分離ゾーン中で、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、スラリー又はケーク状生成物及び母液流を形成し；
（ｂ）向流溶剤−水液体交換ゾーン中で、前記スラリー又はケーク状生成物から残留不純物を除去して、水湿潤カルボン酸ケーク、溶剤母液流及び溶剤／水副生成物液体流を形成し；そして
（ｃ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケーク又は溶剤を含むカルボン酸ケークを乾燥させて、前記乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥カルボン酸ケークの製造方法。
【請求項１４】
前記カルボン酸がテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸及びそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記カルボン酸がテレフタル酸である請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含む前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において、酸化ゾーンから回収する請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１８】
（ａ）向流溶剤−水液体交換ゾーン中で、スラリー又はケーク状生成物から溶剤を除去して、前記スラリー又はケーク状生成物中の溶剤の相当部分を水と置き換えることによって、水湿潤カルボン酸ケークを形成し；
（ｂ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケーク又は溶剤を含むカルボン酸ケークを乾燥させて、前記乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥カルボン酸ケークの製造方法。
【請求項１９】
前記カルボン酸がテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸及びそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記カルボン酸がテレフタル酸である請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含む前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において、酸化ゾーンから回収する請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項１８又は１９に記載の方法。
【請求項２３】
（ａ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物からの残留不純物を除去して、酢酸を含むテレフタル酸ケークを形成し；
（ｂ）場合によっては、向流水洗ゾーン中で、酢酸を含む前記テレフタル酸ケークから溶剤の相当部分を除去して、水湿潤テレフタル酸ケークを形成し；そして
（ｃ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケーク又は溶剤を含む前記カルボン酸ケークを乾燥させて、前記乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥テレフタル酸ケークの製造方法。
【請求項２４】
前記向流溶剤洗浄ゾーンが約４０℃〜約１５５℃の温度で操作される固液分離装置を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記カルボン酸がテレフタル酸である請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項２３、２４又は２５に記載の方法。
【請求項２７】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含む前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において、酸化ゾーンから回収する請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
（ａ）向流溶剤−水液体交換ゾーンにおいて、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物から溶剤を除去して、前記スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物中の溶剤の相当部分を水と置き換えることによって、水湿潤テレフタル酸ケークを形成し；そして
（ｂ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤テレフタル酸ケーク又は溶剤を含むテレフタル酸ケークを乾燥させて、乾燥テレフタル酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥テレフタル酸ケークの製造方法。
【請求項２９】
前記溶剤液体交換ゾーンが、約４０℃〜約１５５℃の温度で操作される固液分離装置を含む請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含む前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において、酸化ゾーンから回収する請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
（ａ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物からから残留不純物を除去して、酢酸を含むテレフタル酸ケークを形成し（前記向流洗浄ゾーンは約４０℃〜約１５５℃の温度において操作される少なくとも１つの固液分離装置を含む）；
（ｂ）場合によっては、向流水洗ゾーン中で、酢酸を含む前記テレフタル酸ケークから溶剤の相当部分を除去して、水湿潤テレフタル酸ケークを形成し（前記向流水洗ゾーンは約４０℃〜約１５５℃の温度で操作される少なくとも１つの固液分離装置を含む）；
（ｃ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤テレフタル酸ケーク又は溶剤を含む前記テレフタル酸ケークを乾燥させて、前記乾燥テレフタル酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥テレフタル酸ケークの製造方法。
【請求項３４】
（ａ）固液分離ゾーン中で、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、スラリー又はケーク状生成物及び母液流を形成し；
（ｂ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、スラリー又はケーク状生成物に溶剤を添加して、溶剤を含むカルボン酸ケーク及び溶剤母液流を生成し；
（ｃ）場合によっては、向流水洗ゾーン中で、溶剤を含むカルボン酸ケークに水を添加して、水湿潤カルボン酸ケーク及び溶剤／水副生成物液体流を生成し；
（ｄ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケーク又は溶剤を含む前記カルボン酸ケークを乾燥させて、前記乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥カルボン酸ケークの製造方法。
【請求項３５】
前記カルボン酸がテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸及びそれらの混合物からなる群から選ばれる請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記カルボン酸がテレフタル酸である請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項３８】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含む前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において、酸化ゾーンから回収する請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
（ａ）固液分離ゾーン中で、テレフタル酸スラリーから不純物を除去して、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物及び母液流を形成し；
（ｂ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、前記スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物に溶剤を添加して、溶剤を含むテレフタル酸ケーク及び溶剤母液流を生成し；
（ｃ）場合によっては、向流水洗ゾーン中で、溶剤を含む前記テレフタル酸ケークに水を添加して、水湿潤テレフタル酸ケーク及び溶剤／水副生成物液体流を生成し；そして
（ｄ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤テレフタル酸ケーク又は溶剤を含む前記テレフタル酸ケークを乾燥させて、前記乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含んでなる乾燥テレフタル酸ケークの製造方法。
【請求項４０】
前記向流溶剤洗浄ゾーンが約４０℃〜約１５５℃の温度で操作される固液分離装置を含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記向流水洗ゾーンが約４０℃〜約１５５℃の温度で操作される固液分離装置を含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記カルボン酸がテレフタル酸である請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記乾燥ゾーンが前記水湿潤カルボン酸ケーク中の揮発分の少なくとも１０％を蒸発させる請求項３９又は４０に記載の方法。
【請求項４４】
テレフタル酸、触媒、酢酸及び不純物を含む前記粗製カルボン酸スラリーを、約１１０℃〜約２００℃の温度において、酸化ゾーンから回収する請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記向流水洗ゾーンが約２〜約４段階の水向流洗浄を含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４６】
前記向流溶剤洗浄ゾーンが約２〜約４段階の溶剤向流洗浄を含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４７】
前記向流溶剤洗浄ゾーンが約２〜約４段階の溶剤向流洗浄を含む請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラリー又ケーク状カルボン酸生成物から、少なくとも１つの向流洗浄を使用して乾燥カルボン酸ケークを得る方法に関する。より詳しくは、本発明は、ポリエステル又はコポリエステル製造用の出発原料として適当な乾燥テレフタル酸ケークを、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物から少なくとも１つの向流洗浄を使用して得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及び他のポリエステル又はコポリエステルを製造するという目的に従って、多くの特許文献が、出発原料として適当な乾燥カルボン酸ケークの製造方法を記載している。一般に、これらの発明は、精製テレフタル酸固体及び液体エチレングリコールの具体的な混合手法を記載している。更に、文献の実質的部分が、ＰＥＴ及び他のポリエステル又はコポリエステルの製造に適当な粉末の形態での精製テレフタル酸の製造に向けられている。
【発明の開示】
【０００３】
本発明の目的は、ポリエステル又はコポリエステルの製造用の出発原料として適当な乾燥カルボン酸ケークを、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物から向流溶剤洗浄ゾーンを用いて得る方法を記載することにある。より詳細には、本発明の目的は、プロセスに使用する新鮮な溶剤の量を低減するために、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物から、向流溶剤洗浄ゾーンを用いてポリエステル又はコポリエステルの製造用の出発原料として適当な乾燥カルボン酸ケークを得る方法を記載することにある。
【０００４】
通常、精製テレフタル酸固体は、粗製テレフタル酸を製造する多段法において製造される。ｐ−キシレンの液相酸化によって、粗製テレフタル酸が製造される。粗製テレフタル酸は、商業用ＰＥＴの出発原料として直接使用するのに充分な品質を有さない。代わりに、粗製テレフタル酸は通常、精製テレフタル酸固体に精製される。
【０００５】
テレフタル酸精製方法においては、通常、４−カルボキシルベンズアルデヒドを、より水溶性の誘導体であるｐ−トルイル酸に転化するために、且つ特徴的な黄色の化合物を無色誘導体に転化するために、粗製テレフタル酸を水中に溶解し、水素添加する。最終精製テレフタル酸生成物中の有意量の（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ）４−カルボキシベンズアルデヒド又はｐ−トルイル酸は、いずれもＰＥＴの製造においてテレフタル酸とエチレングリコールとの間の縮合反応において連鎖停止剤として働くおそれがあるので、重合プロセスには特に有害である。典型的な精製テレフタル酸は、重量に基づき２５百万分率（ｐｐｍ）未満の４−カルボキシベンズアルデヒド及び１５０ｐｐｍ未満のｐ−トルイル酸を含む。
【０００６】
商業用ＰＥＴの製造用の出発材料として適当なテレフタル酸を製造するための、水素添加を用いない多数の他の方法が開発されている。典型的には、テレフタル酸の製造方法は、酢酸溶剤中でｐ−キシレンを触媒酸化し、次いでテレフタル酸を濾過及び乾燥することを含む。
【０００７】
典型的には、酢酸溶剤中におけるｐ−キシレンの触媒酸化によって製造されるテレフタル酸（ＴＰＡ）は、残留触媒（例えば、コバルト、マンガン及び臭素化合物）を含むスラリー又はケーク状テレフタル酸生成物を生じる。スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物から実質的に乾燥しているＴＰＡ固体を製造する一般的方法においては、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物を濾過して、ＴＰＡ固形分から酢酸液体の相当量を分離する。残留触媒は、通常、触媒を含まない酢酸、水又は他の溶剤で湿潤ケークを洗浄する（すすぐ）ことによって、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物から分離する。ＴＰＡ固体は乾燥によって単離する。
【０００８】
本発明において、現在使用されている方法よりも使用溶剤を少なくする新規方法が開発された。酢酸溶剤中におけるｐ−キシレンの触媒酸化によるテレフタル酸の製造に関する従来のアプローチにおいては、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物は濾過し、洗浄し、次いで乾燥して、ＰＥＴ製造用の出発原料として適当なテレフタル酸粉末が生成する。
【０００９】
本発明の一実施態様においては、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物は濾過して、溶剤を含むテレフタル酸ケーク及びＴＰＡ溶剤母液流を生成する。次いで、溶剤を含むテレフタル酸ケークを水で洗浄して（すすいで）、残留金属触媒材料を回収し、且つ水湿潤テレフタル酸ケーク及びＴＰＡ溶剤／水副生成物液体を生成する。水湿潤テレフタル酸ケークを次に、乾燥して、商業的ＰＥＴプロセスにおいて出発原料として適当な乾燥テレフタル酸ケークを生成する。本発明のこの実施態様においては、少なくとも１つの向流洗浄を用いる。向流溶剤洗浄ゾーンを用いることによって、向流洗浄を用いない方法に比べて、溶剤使用量をかなり減少させることができる。更に、少なくとも１つの向流洗浄を用いることによって、向流洗浄を用いないＴＰＡ製造方法に比べて装置寸法及びエネルギーを減少させることができる。
【００１０】
本発明は、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物から乾燥カルボン酸ケークを得る方法に関する。更に詳細には、商業用ＰＥＴ製造用の供給原料として適当な乾燥テレフタル酸ケークの製造方法に関する。この方法は、向流溶剤洗浄ゾーンを用いない、現在使用されている方法よりも溶剤使用量が少ない。
【００１１】
本発明の目的は、少なくとも１つの向流洗浄を用いることによる、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物からの乾燥カルボン酸ケークの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の別の目的は、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物からの乾燥テレフタル酸ケークの製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、向流溶剤洗浄ゾーンの使用による、テレフタル酸溶剤スラリー又はケークからの乾燥テレフタル酸ケークの製造方法を提供することにある。
【００１４】
本発明の第一の実施態様において、
（ａ）液体交換ゾーンにおいて、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、水湿潤カルボン酸ケーク、母液流、溶剤母液流及び溶剤／水副生成物液体流を形成し（溶剤又は水は、カルボン酸スラリーの流れに対して向流に添加する）；
（ｂ）乾燥ゾーン中で前記水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含む乾燥カルボン酸ケークの製造方法が提供される。
【００１５】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）溶剤液体交換ゾーン中で、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、溶剤を含むカルボン酸ケーク、母液流及び溶剤母液流を形成し；
（ｂ）向流水洗ゾーン中で、溶剤を含むカルボン酸ケークに水を添加して、水湿潤カルボン酸ケーク及び溶剤／水副生成物液体流を形成し；
（ｃ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含む乾燥カルボン酸ケークの製造方法が提供される。
【００１６】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）固液分離ゾーン中で、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、スラリー又はケーク状生成物及び母液流を形成し；
（ｂ）向流溶剤−水液体交換ゾーン中で、前記スラリー又はケーク状生成物から残留不純物を除去して、水湿潤カルボン酸ケーク、溶剤母液流及び溶剤／水副生成物液体流を形成し；そして
（ｃ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含む乾燥カルボン酸ケークの製造方法が提供される。
【００１７】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）向流溶剤−水液体交換ゾーン中で、スラリー又はケーク状生成物から溶剤を除去して、前記スラリー又はケーク状生成物中の溶剤の相当部分を水と置き換えることによって、水湿潤カルボン酸ケークを形成し；
（ｂ）乾燥ゾーン中で、前記水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含む乾燥カルボン酸ケークの製造方法が提供される。
【００１８】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物から残留不純物を除去して、酢酸を含むテレフタル酸ケークを形成し；
（ｂ）向流水洗ゾーン中で、酢酸を含むテレフタル酸ケークから溶剤の相当部分を除去して、水湿潤テレフタル酸ケークを形成し；そして
（ｃ）乾燥ゾーン中で、水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含む乾燥テレフタル酸ケークの製造方法が提供される。
【００１９】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）向流溶剤−水液体交換ゾーンにおいて、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物から溶剤を除去して、前記スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物中の溶剤の相当部分を水と置き換えることによって、水湿潤テレフタル酸ケークを形成し；
（ｂ）乾燥ゾーン中で、水湿潤テレフタル酸ケークを乾燥させて、乾燥テレフタル酸ケークを形成する
ことを含む乾燥テレフタル酸ケークの製造方法が提供される。
【００２０】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物から残留不純物を除去して、酢酸を含むテレフタル酸ケークを形成し（この向流洗浄ゾーンは、約４０℃〜約１５５℃において操作される少なくとも１つの固液分離装置を含む）；
（ｂ）向流水洗浄ゾーン中で、酢酸を含むテレフタル酸ケークから溶剤の実質的部分を除去して、水湿潤テレフタル酸ケークを形成し（この向流水洗ゾーンは、約４０℃〜約１５５℃で操作される少なくとも１つの固液分離装置を含む）；
（ｃ）乾燥ゾーン中で、水湿潤テレフタル酸ケークを乾燥させて、乾燥テレフタル酸ケークを形成する
ことを含む乾燥テレフタル酸ケークの製造方法が提供される。
【００２１】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）固液分離ゾーン中で、カルボン酸スラリーから不純物を除去して、スラリー又はケーク状生成物及び母液流を形成し；
（ｂ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、スラリー又はケーク状生成物に溶剤を添加して、溶剤を含むカルボン酸ケーク及び溶剤母液流を生成し；
（ｃ）場合によっては、向流水洗ゾーン中で、溶剤を含むカルボン酸ケークに水を添加して、水湿潤カルボン酸ケーク及び溶剤／水副生成物液体流を生成し；
（ｄ）乾燥ゾーン中で、水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含む乾燥カルボン酸ケークの製造方法が提供される。
【００２２】
本発明の別の実施態様において、
（ａ）固液分離ゾーン中で、テレフタル酸スラリーから不純物を除去して、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物及び母液流を形成し；
（ｂ）向流溶剤洗浄ゾーン中で、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物に溶剤を添加して、溶剤を含むテレフタル酸ケーク及び溶剤母液流を生成し；
（ｃ）場合によっては、向流水洗ゾーン中で、溶剤を含むテレフタル酸ケークに水を添加して、水湿潤カルボン酸ケーク及び溶剤／水副生成物液体流を生成し；
（ｄ）乾燥ゾーン中で、水湿潤カルボン酸ケークを乾燥させて、乾燥カルボン酸ケークを形成する
ことを含む乾燥テレフタル酸ケークの製造方法が提供される。
【００２３】
これら及び他の目的は、当業界における通常の技術を有する他の人には、本明細書の開示を読めばより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１に示した本発明の一実施態様において、乾燥カルボン酸ケーク１７０の製造方法が提供される。この方法は以下の工程を含む。
工程（ａ）は、場合によっては、固液置換ゾーン４０においてカルボン酸スラリー３０から不純物を除去して、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０及び母液流６０を形成することを含む。
【００２５】
カルボン酸スラリーは、少なくとも１種のカルボン酸、触媒、少なくとも１種の溶剤及び不純物を含み、ライン（図示せず）から導入される。不純物は、典型的には、少なくとも１種又はそれ以上の下記の化合物：４−カルボキシベンズアルデヒド（４−ＣＢＡ）、トリメリット酸（ＴＭＡ）及び２，６−ジカルボキシフルオレノン（２，６−ＤＣＦ）を含む。適当な溶剤としては、炭素数が好ましくは２〜６の脂肪族モノカルボン酸、又は安息香酸及びそれらの混合物並びにこれらの化合物と水との混合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、溶剤は、酢酸と水との、約５：１〜約９９：１の比の、好ましくは約８：１〜約４９：1の比の混合物である。本明細書全体を通して、酢酸を溶剤と称するものとする。しかし、前に開示したもののような、他の適当な溶剤も使用できることを理解されたい。溶剤は典型的には酢酸を含んでなるが、前記の任意の溶剤であることもできる。
【００２６】
カルボン酸スラリーは、酸化ゾーン中で芳香族供給原料を酸化することによって生成できる。一実施態様において、芳香族供給原料はｐ−キシレンを含む。酸化ゾーンは少なくとも１つの酸化反応器を含み、カルボン酸スラリーは少なくとも１種のカルボン酸を含む。酸化反応器は、約１２０℃〜約２５０℃、好ましくは約１４０℃〜約１７０℃の温度で操作できる。典型的には、芳香族供給原料はｐ−キシレンを含み、カルボン酸はテレフタル酸を含む。本発明の一実施態様において、酸化ゾーンは気泡塔を含む。
【００２７】
従って、例えば、テレフタル酸を用いる場合には、カルボン酸スラリー３０はテレフタル酸スラリーと称し、乾燥カルボン酸ケーク１７０は乾燥テレフタル酸ケークと称するものとする。
【００２８】
カルボン酸は、有機前駆体化合物の制御酸化によって製造された任意のカルボン酸を含む。例えばカルボン酸は炭素数が好ましくは８〜１４の芳香族ジカルボン酸、炭素数が好ましくは４〜１２の脂肪族ジカルボン酸又は炭素数が８〜１２の脂環式ジカルボン酸を含む。適当なカルボン酸の他の例としては、テレフタル酸、安息香酸、ｐ−トルイル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサン二酢酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェニル−３，４’−ジカルボン酸、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオールジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００２９】
テレフタル酸スラリーは、常法に従って適当な酸化触媒の存在下に、ｐ−キシレンの液相酸化によって合成する。適当な触媒としては、選択された溶剤中に可溶なコバルト、マンガン及び臭素化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明の一実施態様において、触媒はコバルト、臭素及びマンガンを含んでなる。コバルトとマンガンは合わせて、液体中で約１００重量ｐｐｍ〜約２７００重量ｐｐｍの濃度であることができる。臭素は、液体中で約１０００重量ｐｐｍ〜約２５００重量ｐｐｍの濃度であることができる。
【００３０】
カルボン酸スラリーは、カルボン酸スラリー３０中に含まれる液体の一部を除去することができる固液置換ゾーン４０に供給して、導管７０中においてスラリー又はケーク状カルボン酸生成物を生成させる。導管７０中におけるスラリー又はケーク状カルボン酸生成物の生成のための液体の一部除去は、公知の任意の手段で実施できる。一部とは、液体の少なくとも５重量％が除去されることを意味する。典型的には、固液置換ゾーン４０は、デカンタ形遠心分離機、回転円盤形遠心分離機、ベルトフィルター、回転真空濾過機などからなる群から選ばれた固液分離装置を含んでなる。導管３０中のカルボン酸スラリーは、少なくとも１つの固液分離装置を含んでなる固液置換ゾーン４０に供給される。固液分離装置は、約５０℃〜約２００℃、好ましくは１４０℃〜約１７０℃の温度で操作できる。固液分離装置は、約０ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇの圧力で操作できる。固液置換ゾーン４０中の固液分離装置は、連続式でも回分式でも操作できるが、商業的方法には連続法が好ましいことがわかるであろう。
【００３１】
不純物は、固液置換ゾーン４０から母液流中に移し、ライン６０を経て回収する。本発明の一実施態様においては、追加溶剤をライン５０を経て固液置換ゾーン４０に供給して、カルボン酸スラリー３０を再スラリー化し且つスラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０を形成させる。テレフタル酸スラリーを固液分離ゾーン４０中で用いる場合には、スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物が生成される。スラリー又はケーク状テレフタル酸生成物は、典型的には、テレフタル酸及び酢酸を含む。母液６０は、固液置換ゾーン４０からライン６０を経て回収され、溶剤、典型的には、酢酸、触媒及び臭素化合物を含む。ライン６０中の母液は、ライン（図示せず）を経て酸化溶剤から不純物を分離するためのプロセスに送るか、又はライン（図示せず）を経て触媒系に再循還することができる。化学処理工業において一般に使用される、母液６０からの不純物除去方法の１つは、再循還流の一部を抜き取るか又は「パージする」方法である。典型的にはパージ流は単に廃棄するか、或いは経済的に見合うならば、有用な成分を回収しながら不所望の不純物を除去する種々の処理に供する。不純物除去方法の例としては、米国特許第４，９３９，２９７号及び同第４，３５６，３１９号が挙げられ、これらは引用することによって本明細書中に組み入れる。
【００３２】
工程（ｂ）は、向流溶剤洗浄ゾーン８０において、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０から残留不純物を除去して、溶剤を含むカルボン酸ケーク１１０及び溶剤母液流１００を形成することを含んでなる。
【００３３】
導管７０は、カルボン酸、残留不純物及び溶剤を含むスラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０を含む。残留不純物は、残留触媒（典型的にはコバルト、マンガン又は臭素を含むが、これらに限定するものではない）を含む。適当な溶剤としては、炭素数が好ましくは２〜６の脂肪族モノカルボン酸、又は安息香酸及びそれらの混合物並びにこれらの化合物と水との混合物が挙げられるが、これらに限定するものではない。好ましくは、溶剤は、主に酢酸及び／又は若干の水を含む。酢酸対水の比は、５０：５０〜９９：１（質量比，酢酸：水）、より好ましくは８５：１５〜９８：２、最も好ましくは９０：１０〜９７：３の範囲であることができる。適当なカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸及びそれらの混合物が挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００３４】
スラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０は、カルボン酸が１０〜９０重量％の範囲である。好ましくは、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０は、スラリーに関してはカルボン酸が２５〜４０重量％の範囲であり、ケーク状生成物に関してはカルボン酸が７０〜９０重量％の範囲である。最も好ましくは、スラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０は、カルボン酸が３０〜４０重量％の範囲である。次いで、導管７０中のスラリー又はケーク状カルボン酸生成物は、向流溶剤洗浄ゾーン８０に導入し、そこで溶剤の相当部分が、導管１００中の溶剤母液流中に回収される。溶剤母液１０２は溶剤の相当部分を含む。追加溶剤を導管９０を経て、向流溶剤洗浄ゾーン８０におけるスラリー又はケーク状カルボン酸生成物７０の流れに対して向流に添加できる。向流洗浄の段階量（ａｍｏｕｎｔ  ｏｆ  ｓｔａｇｅｓ）は、溶剤を含むカルボン酸ケークを所望の純度に生成するのに必要な任意の段階量であることができる。典型的には、向流洗浄中の段階量は、約１〜約８、好ましくは約２〜約６、最も好ましくは約２〜約４であることができる。１より多い段階による洗浄に関しては、向流が好ましい。
【００３５】
向流溶剤洗浄ゾーン８０は、固形分と液体とを効率よく分離できる少なくとも１つの固液分離装置を含む。固液分離装置は、典型的には、以下の型の装置を含むが、これらに限定するものではない。遠心分離機、サイクロン、回転式ドラムフィルター、ベルトフィルター、プレスフィルターなど。向流溶剤洗浄ゾーン８０は、約４０℃〜１５５℃の温度範囲内において作動できる少なくとも１つの固液分離装置１１０を含む。好ましくは、固液分離装置１１０は、約８０℃〜約１５０℃の温度範囲内で作動できる。最も好ましくは、固液分離装置１１０は、約９０℃〜約１５０℃の温度範囲内で作動できる。溶剤を含むカルボン酸ケーク１１０が生成し、溶剤を含む前記カルボン酸ケーク１１０の水分組成は、水分が０．５〜３０重量％、好ましくは１〜２０重量％、最も好ましくは１〜１０重量％の範囲であることができる。場合によっては、残留溶剤を、ガス置換工程によって除去して、洗浄による溶剤の混入を最小にすることができる。カルボン酸がテレフタル酸であり且つ溶剤が酢酸である場合には、酢酸を含むテレフタル酸ケークが生成する。
【００３６】
工程（ｃ）は、場合によっては、向流水洗ゾーン１２０中で、溶剤を含むカルボン酸ケーク１１０から溶剤の相当部分を除去して、水湿潤カルボン酸ケーク１００及び溶剤／水副生成物液体流１４０を形成することを含む。
【００３７】
次いで、溶剤を含むカルボン酸ケーク１１０は、向流水洗ゾーン１２０中で残留量の溶剤と共に水による又は実質的に水による洗浄又は「すすぎ」に供する。ここで、溶剤の相当部分は水と置き換えられて、水湿潤カルボン酸ケーク１５０が形成される。水湿潤カルボン酸ケーク１５０は、水分が好ましくは約０．５％〜約３０％、より好ましくは約１〜約２０％、最も好ましくは約１％〜約１０％の範囲である。水湿潤カルボン酸ケーク１５０の残留水分中に含まれる溶剤は、質量ベースで約２％未満でなければならない。更に、水湿潤カルボン酸ケーク１５０中に含まれる、導管７０中のスラリー又はケーク状カルボン酸生成物中でｐ−キシレン酸化の触媒として典型的に用いられる任意の金属は１％未満、好ましくは１００重量ｐｐｍ未満、最も好ましくは１０重量ｐｐｍ未満でなければならず、水湿潤カルボン酸ケーク１５０中に残留しなければならない。金属の例としては、コバルト及びマンガンが挙げられるが、これらに限定するものではない。
【００３８】
洗浄水は、導管１３０を経て向流水洗ゾーン１２０中に導入する。洗浄水は、溶剤を含むカルボン酸ケーク１１０中の固形分の比率が約０．１：１〜約１．５：１の範囲、好ましくは約０．１：１〜約０．６：１の範囲、最も好ましくは約０．２：１〜約０．４：１の範囲の質量供給量（ｍａｓｓ  ｆｅｅｄ  ｒａｔｅ）を連続的に含まなければならない。洗浄水の温度及び圧力に制限はなく、蒸発した水、蒸気又は水と蒸気との組合せを洗浄剤として使用することも含む。本発明の一実施態様において、洗浄水は、溶剤を含むカルボン酸ケークに対して向流で導入する。
【００３９】
追加の洗浄水は導管１３０を経て、向流水洗ゾーン１２０中の、溶剤を含むカルボン酸ケーク１１０の流れに対して向流に添加することができる。向流洗浄の段階の量は、水湿潤カルボン酸ケークを所望の純度で生成するのに必要な任意の段階量であることができる。典型的には、向流洗浄における段階量は、約１〜約８、好ましくは約２〜約６、最も好ましくは約２〜約４であることができる。
【００４０】
向流水洗ゾーンは、固液分離装置１２０を含む。固液分離装置は典型的には、以下の装置を含むことができるが、これらに限定するものではない。遠心分離機、サイクロン、回転式ドラムフィルター、ベルトフィルター、プレスフィルターなど。固液分離装置は約４０℃〜約１５５℃の温度範囲内で操作することができる。好ましくは、第２の固液分離装置は、約８０℃〜約１５０℃の温度範囲内で作動できる。最も好ましくは、第２の固液分離装置は、約９０℃〜約１５０℃の温度範囲内で作動できる。
【００４１】
場合によっては、向流水洗ゾーン１２０からの溶剤／水副生成物液体を、向流溶剤洗浄ゾーン８０によって生成した溶剤母液流から分離する。
【００４２】
工程（ｄ）は乾燥ゾーン１６０において水湿潤カルボンケーク１５０を乾燥させて、乾燥カルボン酸生成物１７０を生成することを含む。
【００４３】
水湿潤カルボン酸ケーク１５０は、向流水洗ゾーン１２０又は向流溶剤洗浄ゾーン８０から回収して、乾燥ゾーン１６０に供給する。溶剤又は水の一部並びに残留触媒及び不純物は分離し、乾燥カルボン酸ケークをライン１７０を経て回収する。
【００４４】
乾燥ゾーン１６０は、固体カルボン酸の回収に適当なフィルター及び乾燥機を含む。濾過は公知の任意の手段によって実施できる。例えば、回転式真空フィルターを濾過に使用して、濾過ケークを生成できる。濾過ケークは、最初の溶剤除去工程を経てから、酸洗浄液によってすすいで、残留触媒を除去し、再び溶剤除去してから、乾燥機に送る。濾過ケークの乾燥は、濾過ケーク中に残留する揮発分の少なくとも１０％を蒸発させることができる、当業界で知られた任意の手段によって実施して、カルボン酸生成物を生成させることができる。例えば、Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｈａｆｔ  Ｐｏｒｃｕｐｉｎｅ（登録商標）Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ乾燥機を用いることができる。
【００４５】
本発明のその他の実施態様において、工程（ａ）、工程（ｂ）及び工程（ｃ）は、図２に示すように、液体交換ゾーン２５０として知られる１つのゾーン中に一体化することができる。液体交換ゾーン２５０は、前述の固液分離ゾーン４０、向流溶剤洗浄ゾーン８０及び向流水洗ゾーン１２０の一体化機能を行うことができる少なくとも１つの固液分離装置を含む。工程（ｂ）及び工程（ｃ）はまた、図３に示すように、向流溶剤−水液体交換ゾーン２６０として知られる１つのゾーン中に一体化することができる。最後に、工程（ａ）及び工程（ｂ）は、図４に示すように、溶剤液体交換ゾーン２７０として知られる１つのゾーン中に一体化できる。前記実施態様のそれぞれは、前述の一体化ゾーンの機能を行うことができる少なくとも１つの固液分離装置を含む。液体交換ゾーン２５０、又は溶剤−水液体交換ゾーン２６０、又は溶剤液体交換ゾーン２７０に使用できる装置の例としては、以下の型の装置が挙げられるが、これらに限定するものではない。遠心分離機、サイクロン、フィルターなど及びそれらの組合せ。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施態様である、乾燥カルボン酸ケークの製造方法を示す。
【図２】本発明の別の実施態様である、液体交換ゾーンを用いる乾燥カルボン酸ケークの製造方法を示す。
【図３】本発明の別の実施態様である、向流溶剤−水液体交換ゾーンを用いる乾燥カルボン酸ケークの製造方法を示す。
【図４】本発明の別の実施態様である、溶剤液体交換ゾーンを用いる乾燥カルボン酸ケークの製造方法を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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