(57)【要約】   本発明は、ジメチルベンゼンの気相酸化で得られた反応混合物から芳香族ジアルデヒドを連続的に分離する方法及び装置に関するものである。芳香族ジアルデヒドを連続的に分離する方法は、ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる芳香族ジアルデヒドを含む気相反応混合物を５乃至７０℃に冷却させて前記芳香族ジアルデヒドを凝結させる段階と、前記凝結した芳香族ジアルデヒドを凝結されていない相の反応混合物から分離する段階を含む。本発明の分離法及び装置によると、ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる反応混合物から芳香族ジアルデヒドを選択的に高い収率で効果的に分離することができる。
2008540334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる気相反応混合物を凝縮室に導入させながら５乃至７０℃に冷却して気相反応混合物内の芳香族ジアルデヒドの一種を選択的に凝結させる段階、及び
（ｂ）前記凝結させられた芳香族ジアルデヒドを残留している気相反応混合物から分離する段階
を含むことを特徴とする連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法。
【請求項２】
前記（ａ）段階の気相反応混合物は、酸化触媒の存在下で、温度３５０乃至６５０℃の気化したジメチルベンゼンと分子相酸素を反応させて製造されるものであることを特徴とする請求項１に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法。
【請求項３】
前記凝縮室に導入させる気相反応混合物の温度は２００乃至３５０℃の範囲内にあることを特徴とする、請求項１または２に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法。
【請求項４】
前記（ａ）段階における気相反応混合物の冷却工程は凝縮室を冷却させて間接的に行うこと、又は、凝縮室内に冷却ガスを注入して直接的に行うことを特徴とする、請求項１に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法。
【請求項５】
前記（ｂ）の分離段階は、重力によって落下し凝縮室底部で前記凝結した芳香族ジアルデヒドを捕集し、残留する気相反応混合物を凝縮室から排出させることによって行うことを特徴とする、請求項１に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法。
【請求項６】
前記（ｂ）の分離段階は、前記凝結した芳香族ジアルデヒドと気相の反応混合物を凝縮室から共に排出させ、前記凝縮室の底部に直接連結された遠心分離機で前記凝結させた芳香族ジアルデヒドを分離することを特徴とする、請求項１に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法。
【請求項７】
前記（ｂ）の分離段階は、重力によって凝縮室底部に沈めた前記凝結した芳香族ジアルデヒドを分離し、それを凝縮室から排出することによって、更に、遠心分離機を用いて前記凝結した芳香族ジアルデヒドを分離し、凝縮室頂部から残留気相反応混合物を排出することによって行うことを特徴とする、請求項１に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法。
【請求項８】
ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる反応混合物から連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置であって、
前記反応混合物に含まれた前記芳香族ジアルデヒドの少なくとも一部が凝結するように前記反応混合物を冷却させる凝縮室、及び
反応混合物に含まれる前記凝結した芳香族ジアルデヒドを分離して排出させる遠心分離機
を含むことを特徴とする連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項９】
前記凝縮室は、
重力によって前記凝縮室の底部に沈んで凝結した芳香族ジアルデヒドを排出する第１排出通路、
残留反応混合物を排出する第２排出通路、及び
前記第１排出通路を開閉する第１開閉バルブを備え、
前記遠心分離機は、
前記第２排出通路を通って排出される残留反応混合物に含まれた凝結した芳香族ジアルデヒドを分離して排出し、
分離された凝結芳香族ジアルデヒドを排出する第３排出通路、
前記第３排出通路を開閉する第２開閉バルブ
を備えることを特徴とする、請求項８に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項１０】
前記凝縮室の底部に沈んだ凝縮した芳香族ジアルデヒドの高さレベルを検出するレベル測定器をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項１１】
前記凝縮室は、室内で冷却した反応混合物を排出する第１排出通路を備え、そして
前記遠心分離機は、前記第１排出通路を通って排出される反応混合物に含まれた凝結した芳香族ジアルデヒドを遠心力によって分離して排出し、
前記遠心分離機によって分離された固相の芳香族ジアルデヒドが排出される第２排出通路が前記遠心分離機に形成され、前記第２排出通路を開放したり遮断することができる開閉バルブが前記遠心分離機に設けられることを特徴とする、請求項８に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項１２】
前記凝縮室に装着されて機械的振動を起こす加振器をさらに含むことを特徴とする、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項１３】
前記凝縮室に供給された反応混合物を冷却するための冷却気体を前記凝縮室内部に供給する冷却気体供給部をさらに含むことを特徴とする、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項１４】
前記冷却気体供給部は、
冷却気体を圧縮して送出するブロワーと、
前記ブロワーから供給される冷却気体を熱交換によって冷却する熱交換機と、
前記熱交換機から排出される冷却気体を前記凝縮室の内部に供給するために、その一端が熱交換機に連結され、他端は前記凝縮室に連結される冷却気体供給管と
を含み、
前記冷却気体供給管から排出される冷却気体を分散させるために分散板が前記凝縮室内に取り付けられることを特徴とする、請求項１３に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項１５】
前記分散板は前記冷却気体供給管の末端上部に取り付けられることを特徴とする、請求項１４に記載の連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置。
【請求項１６】
ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる反応混合物から芳香族ジアルデヒドを分離する装置が、
前記反応混合物に含まれた芳香族ジアルデヒドの少なくとも一部が凝結するように前記反応混合物を冷却させるように、かつ、重力によって沈んだ凝結した芳香族ジアルデヒドを選択的に排出できるように形成された凝縮室
を含むことを特徴とする連続式芳香族ジアルデヒド分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（ａ）発明の分野     
本発明は、触媒存在下でジメチルベンゼンを気相酸化して得た反応混合物から連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する方法及び装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
（ｂ）関連技術の説明
芳香族化合物の中で、芳香族アルデヒド群が多くの用途を見出すのは、それらが高度の反応性アルデヒド基を持っているためである。
【０００３】
芳香族ジアルデヒド群、特にテレフタルアルデヒドは二官能化合物であって、各種新素材の原料として注目されている。例えば、それらは液晶や導電性ポリマー、耐熱エンジニアリングポリマー、医薬品、農薬、染料、蛍光性光輝剤、特殊高分子に使用される。
【０００４】
米国特許第４、４６５、８６５号が開示した方法は芳香族ジアルデヒド群を水中で製造し、そこには光学的塩素化と加水分解が含まれる。ｐ-キシレンあるいはｍ-キシレンは 温度８０〜９０℃でＵＶ光を照射して塩素化され、数種類の塩素化化合物を得る。この塩素化化合物群をヘキサメチレンテトラミン水溶液と混合して１００乃至１１５℃の温度で攪拌すると芳香族ジアルデヒド群を得る。この反応混合物は芳香族ジアルデヒド群を含み、冷却され、ろ過されて、固相の芳香族ジアルデヒド群を得る。
【０００５】
芳香族ジアルデヒド群を液相で製造し冷却して再結晶化する場合には、芳香族ジアルデヒド群と共に望ましくない副産物が析出される傾向がある。このような場合、芳香族ジアルデヒド群は特定溶媒で抽出して選択的に分離できて、米国特許第２，８８８，４８８号に実施例が出ている。
【０００６】
米国特許第６，４５８，７３７号が開示する方法は、反応器から放出される反応ガス混合物を冷却メタノールで捕集して、テレフタルアルデヒドを副産物であるｐ-トルアルデヒドと共に得るものである。この方法は欠点があって、テレフタルアルデヒドをｐ-トルアルデヒドから分離する工程が追加的に必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
米国特許第３，８４５，１３７号には気相酸化反応による多官能性芳香族アルデヒド群の製造法が開示されている。この方法は長い反応時間を要し、芳香族アルデヒド群の連続的な製造には不適切であって、その理由は反応生成物から上記の芳香族アルデヒド群が選択的に分離されないことである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
技術の現状を眺めて、ジメチルベンゼンの気相酸化で得られる芳香族ジアルデヒドを含む気相混合物を凝縮室に導入し、前記芳香族ジアルデヒドを選択的に凝結させ、また、前記凝結した芳香族ジアルデヒドは粉末あるいはフレーク形態で重力によって凝縮室の底部に捕集し、他方、残留気相混合物は凝縮室から排出して、気相の混合物から芳香族ジアルデヒドを分離する方法を提供することにある。
【０００９】
本発明が提供する、連続的に芳香族ジアルデヒドを分離するための方法が含む段階は、 （ａ）ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる芳香族ジアルデヒドを含む気相反応混合物を凝縮室に導入し、また、混合物を５乃至７０℃に冷却して芳香族ジアルデヒドを選択的に凝結させる段階、及び
（ｂ）前記凝結した芳香族ジアルデヒドを気相反応混合物から分離する段階
である。
【００１０】
本発明が更に提供する、ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる反応混合物から連続的に芳香族ジアルデヒドを分離する装置は、前記反応混合物に含まれる芳香族ジアルデヒドの少なくとも一部が凝結するように、前記反応混合物を冷却させる凝縮室及び、冷却された反応混合物に含まれる凝結した芳香族ジアルデヒドを分離して排出する遠心分離機を含む連続式芳香族ジアルデヒド分離装置を提供する。
【００１１】
本発明はまた、ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる反応混合物から芳香族ジアルデヒドを連続的に分離する装置を提供し、この装置は、前記反応混合物に含まれた芳香族ジアルデヒドの少なくとも一部が凝結するように前記反応混合物を冷却させるための、かつ、重力によって沈んだ凝結した芳香族ジアルデヒドを選択的に排出させるための、凝縮室を含む連続式芳香族ジアルデヒド分離装置を提供する。
【００１２】
本発明の芳香族ジアルデヒド分離法において、前記（ａ）段階の気相反応混合物は、酸化触媒の存在下で分子相酸素及び気化したジメチルベンゼンを４００乃至６００℃温度で反応させて製造することができる。
【００１３】
前記触媒は酸化物触媒、例えば、タングステン酸化物あるいはモリブデン酸化物を主成分とする触媒である。前記気相反応混合物は温度２００乃至３５０℃の凝縮室に導入される。
【００１４】
また、前記メチルベンゼン及び分子相酸素の他に、必要に応じて稀釈気体を使用することもできる。分子相酸素源としては空気または純酸素を使用できる。通常、分子相酸素はメチルベンゼン１モル当り５乃至５０モルの比率で使用する。稀釈気体としては、不活性気体の窒素、ヘリウム、アルゴンまたはＣＯ２、水蒸気等を使用できる。
【００１５】
気相酸化の反応条件は特に制限はない。例えば、酸化触媒と接触する原料気体は空間速度１０００乃至１０００００ｈｒ-１、反応温度３５０〜６５０℃、さらに好ましくは、空間速度１０００乃至２００００ｈｒ-１、反応温度は４００乃至６００℃である。前記反応は、普通は、常圧下で実施するが、加圧または減圧して実施してもよい。
【００１６】
反応器の種類に対しても特に制限はない。固定床式、移動床式または流動床式のうちのいずれもいい。また、一過性反応器でも循環反応器でもよい。
【００１７】
ジメチルベンゼンの前記気相酸化反応、例えば、テレフタルアルデヒドをｐ-キシレンの気相酸化で製造する場合に、副産物としてベンズアルデヒド、ｐ-トルアルデヒド、ｐ-ヒドロキシベンズアルデヒド、ヒドロキノン、４-カルボキシベンズアルデヒド、一酸化炭素、及び二酸化炭素などが生成される。本発明の長所は、高純度の固相テレフタルアルデヒドを得るのに、追加的な精製工程を要しないことである。
【００１８】
また、前記（ａ）段階で、気相反応混合物の冷却温度は５乃至７０℃、好ましくは２０乃至６０℃である。もし前記冷却温度が５℃未満ならば、過剰のエネルギー又は冷却ガスを使用したと言わなければならない。対称的に７０℃以上ならば芳香族ジアルデヒドを十分に凝結させることができない。
【００１９】
前記（ａ）段階の冷却作業は、凝縮室を冷却させて間接的に、又は、凝縮室内に冷却ガスを注入して直接的に、気相の反応混合物を冷却させて達成できる。前記間接的冷却作業は凝縮室外部にジャケットを設置してジャケット内部に冷媒を循環させることで達成できる。 気相の反応混合物を冷却する方法の中で凝縮室を。また、直接冷却作業は冷却ガスを注入することで達成でき、例えば、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムなどを熱交換機で冷却して凝縮室内部に注入して気相の反応混合物と接触させて直接的に冷却する方法がある。但し、本発明の冷却法が前記例にのみ限定されるものではない。
【００２０】
本発明の一実施例において、前記分離段階（ｂ）は、前記凝結した芳香族ジアルデヒドを前記気相混合物から分離すれば達成できる。
【００２１】
本発明の他の実施例における前記分離段階（ｂ）は、前記段階（ａ）で凝結した芳香族ジアルデヒドが重力によって凝縮室底部に捕集され、また、前記残留気相混合物を凝縮室から排出すれば達成できる。また、前記凝結した芳香族ジアルデヒドは、残留気相反応混合物と共に凝縮室から排出されて、前記凝縮室の底部に直結した遠心分離機で分離することができる。
【００２２】
また、前記分離段階（ｂ）は重力によって凝縮室底部に沈んだ前記凝結した芳香族ジアルデヒドを凝縮室から排出させ、前記残留気相混合物を凝縮室頂部から排出させ、遠心分離機を利用して前記凝結した芳香族ジアルデヒドを追加的に分離させることができる。
【００２３】
本発明で用いるジメチルベンゼンはベンゼン環に直接結合した２個のメチル基を持つ化合物で、例えば、ｐ-キシレン、ｍ-キシレンがある。また、本発明でジメチルベンゼンから製造された芳香族ジアルデヒドには、ｐ-キシレンから製造されたテレフタルアルデヒド、ｍ-キシレンから製造されたイソフタルアルデヒドなどがある。
【００２４】
本発明の第１実施例による１芳香族ジアルデヒド分離装置は、ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる反応混合物に含まれた芳香族ジアルデヒドの少なくとも一部が凝結するように前記反応混合物を冷却させる凝縮室を含む。
【００２５】
本発明の第１実施例による他の芳香族ジアルデヒド分離装置は、凝縮室によって冷却された反応混合物に含まれた凝結した芳香族ジアルデヒドを追加的に分離して排出する遠心分離機をさらに含むことができる。
【００２６】
前記凝縮室は、重力によって前記凝縮室の底部に沈んだ凝結した芳香族ジアルデヒドを排出する第１排出通路と、残留反応気体混合物を排出する第２排出通路を備えることができる。前記遠心分離機は前記第２排出通路を通って排出される前記反応混合物に含まれた凝結した芳香族ジアルデヒドを分離して排出することができる。
【００２７】
前記第１排出通路を開放または閉鎖するために第１開閉バルブを前記凝縮室に設けることができる。
【００２８】
前記遠心分離機によって分離された凝結した芳香族ジアルデヒドを排出する第３排出通路を前記遠心分離機に備えることができ、前記第３排出通路を開放したり閉鎖することができる第２開閉バルブを前記遠心分離機に備えることができる。
【００２９】
前記凝縮室の底部に沈んだ凝結した芳香族ジアルデヒドの高さレベルを検出するレベル検出器をさらに備えることができる。
【００３０】
本発明の他の実施例による１芳香族ジアルデヒド分離装置において、冷却された反応混合物を排出する第１排出通路が前記凝縮室に配置することができ、前記遠心分離機は前記第１排出通路を通って排出される反応混合物に含まれた凝結した芳香族ジアルデヒドを遠心力によって分離して排出することができる。
【００３１】
前記遠心分離機によって分離された凝結した芳香族ジアルデヒドを排出する第２排出通路を前記遠心分離機に配置することができ、前記第２排出通路を開放したり閉鎖することができる開閉バルブを前記遠心分離機に設けることができる。
【００３２】
本発明の芳香族ジアルデヒド分離装置は、前記反応混合物を冷却するための冷却気体を前記凝縮室内部に供給する冷却気体供給部をさらに含むことができる。
【００３３】
また、前記冷却気体供給部は、冷却気体を送出するブロワーと、前記ブロワーから供給される冷却気体を熱交換によって冷却する熱交換機と、前記熱交換機から供給される冷却気体を前記凝縮室の内部に供給する冷却気体供給管を備える。冷却気体供給管 の一端は熱交換機に連結され、他端は前記凝縮室に接続される。
【００３４】
前記冷却気体供給管から供給される冷却気体を分散するための分散板が前記凝縮室の内部に設けられることができる。前記分散板は前記冷却気体供給管の末端上部に位置することができる。
【００３５】
また、本発明の実施例による芳香族ジアルデヒド分離装置によると、前記凝縮室に熱を伝達したり前記凝縮室の熱を吸収する熱流体が通過する通路を形成するジャケットが前記凝縮室に備えられてもよい。
【００３６】
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して説明する。
【００３７】
図１及び図２を参照すると、本発明の実施例による芳香族ジアルデヒド分離装置は凝縮室（１２０、２２０）を含む。凝縮室（１２０、２２０）はジメチルベンゼン（Ｃ６Ｈ４（ＣＨ）３）の気相酸化によって得られる反応混合物に含まれた気相の芳香族ジアルデヒドの少なくとも一部を凝結させる。凝縮室（１２０、２２０）は、例えば、冷却塔でもよい。
【００３８】
一方、本発明の他の実施例による芳香族ジアルデヒド分離装置は、凝縮室（１２０、２２０）から排出される冷却された反応混合物に含まれた凝結した固相の芳香族ジアルデヒドを追加的に分離するための遠心分離機（１３０、２３０）をさらに含むことができる。
【００３９】
例えば、ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られる反応混合物は酸化反応器（１１０、２１０）から凝縮室（１２０、２２０）に供給できる。
【００４０】
芳香族ジアルデヒドはベンゼン（Ｃ６Ｈ６）の水素原子のうちの２個がアルデヒド基（−ＣＨＯ）で置換された化合物である。例えば、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒド等がある。
【００４１】
図１を参照すると、ジメチルベンゼンがポンプ１０１によって送り込まれて混合器１０２に供給され、また、圧縮器１０３によって圧縮された空気が混合器１０２に供給される。混合器１０２は供給されたジメチルベンゼンを空気と混合し、ジメチルベンゼンと空気の混合物は酸化反応器１１０に供給される。
【００４２】
酸化反応器は混合器１０２から供給されるジメチルベンゼンの空気混合物の触媒援用気相酸化反応を誘導する。ジメチルベンゼンの気相酸化によって生成される反応混合物は芳香族ジアルデヒドを含む。酸化反応器１１０内の温度は約６００℃に維持できる。反応混合物に含まれた芳香族ジアルデヒドは気体状態で存在する。例えば、酸化触媒の存在下で分子相酸素と気化したジメチルベンゼンを４００乃至６００℃温度で反応させることによって、ジメチルベンゼンから芳香族ジアルデヒドを含む気相反応混合物を得ることができる。ジメチルベンゼンを気相酸化させるための酸化反応器１１０は溶融塩で反応温度を調節するマルチチューブで構成される固定床触媒反応器にすることができる。
【００４３】
気相の芳香族ジアルデヒドを含有する反応混合物が酸化反応器１１０から排出されて、連結管１１１を通って凝縮室１２０内部の凝結チャンバー１２１に供給される。連結管１１１の内部を通る間に、反応混合物に含まれた気相の芳香族ジアルデヒドが凝結しないために、連結管１１１内部の温度が所定温度以上に維持されるように形成することができる。例えば、連結管１１１を断熱処理したり連結管１１１に加熱装置を設置したりして連結管１１１の内部を通る反応混合物の温度を所定温度以上に維持することができる。この時、例えば、所定温度は２００乃至３５０℃間の温度にすることができ、さらに具体的に２５０乃至３００℃にすることができる。
【００４４】
また、凝縮室の頂部表面で反応混合物が凝結されないように凝縮室の頂部表面を所定温度以上に維持することができ、この時、所定温度は１５０乃至２５０℃程度にすることができる。
【００４５】
凝縮室１２０は、連結管１１１を通って供給された反応混合物を冷却する。例えば、凝縮室１２０は、５乃至７０℃程度に反応混合物を冷却することができる。反応混合物が、凝結チャンバー１２１内で冷却されると、反応混合物に含まれた気相の芳香族ジアルデヒドの大部分が凝結（つまり、脱昇華）されて固相の芳香族ジアルデヒドに変化する。
【００４６】
凝結した芳香族ジアルデヒドは重力によって凝結チャンバー１２１の底部に落ちる。
【００４７】
凝縮室１２０には２個の排出通路（１２２、１２３）を備えることができ：第１排出通路１２２は、重力によって凝縮室の底部に沈んだ凝結した芳香族ジアルデヒドを排出するためで、第２排出通路１２３は、残留する反応混合物を排出するためである。例えば、図１に示されているように、第１排出通路１２２が凝縮室１２０の底部に配置されてもよく、第２排出通路１２３は凝縮室１２０の頂部に配置されてもよい。
【００４８】
第２排出通路１２３を通って排出された残留反応混合物は、連結管１２４を通って遠心分離機１３０に供給される。遠心分離機１３０は、残留反応混合物に含まれた凝結した芳香族ジアルデヒドを遠心力によって分離して排出する。
【００４９】
遠心分離機１３０によって分離されて凝結した芳香族ジアルデヒドが下に落ち、排出通路１３１を通って排出される。
【００５０】
凝縮室１２０は、第１排出通路１２２を開放したり閉鎖する第１開閉バルブ１２５を備える。例えば、第１開閉バルブ１２５はロータリーバルブであってもよい。第１開閉バルブ１２５が開いていると、凝結チャンバー１２１の底部に沈んでいた凝結した芳香族ジアルデヒドが第１排出通路１２２を通って排出され、第１開閉バルブ１２５が閉じていると、凝結した芳香族ジアルデヒドの排出が止められる。第１開閉バルブ１２５を適当な時点で開放または閉鎖することによって凝縮室１２０の効率を上げることができる。仮に、第１開閉バルブ１２５がロータリーバルブであるとすれば、蓄積された凝結した芳香族ジアルデヒドの排出がさらに円滑にできる。
【００５１】
そして、遠心分離機１３０は、第３排出通路１３１を開放したり閉鎖する第２開閉バルブ１３２を備える。例えば、第２開閉バルブ１３０はロータリーバルブにすることができる。第２開閉バルブ１３２が開いていると遠心分離機１３０の底部に沈んでいた凝結した芳香族ジアルデヒドが排出通路１３１を通って排出され、第２開閉バルブ１３２が閉じていると凝結した芳香族ジアルデヒドの排出が停止する。仮に、第２開閉バルブ１３２がロータリーバルブであるならば、蓄積された凝結芳香族ジアルデヒドの排出がさらに円滑になる。
【００５２】
図１に示されているように、本発明の芳香族ジアルデヒドを分離する装置は、凝縮室１２０に装着されて機械的振動を起こす加振器１４０をさらに含むことができる。
【００５３】
加振器１４０から凝縮室１２０に伝達される機械的振動は、凝縮室１２０の内面に付着している凝結した芳香族ジアルデヒドの剥離を助ける。したがって、芳香族ジアルデヒドを分離する装置の効率が良くなる。
【００５４】
本発明の芳香族ジアルデヒドを分離する装置は、凝縮室１２０に供給された反応混合物を冷却するための冷却気体を凝結チャンバー１２１に供給する冷却気体供給部１５０をさらに含むことができる。
【００５５】
凝縮室１２０による冷却に加えて、冷却気体供給部１５０は反応混合物の一層効果的を冷却を可能にする。例えば、冷却気体は空気または窒素にすることができる。
【００５６】
冷却気体供給部１５０は、図１に示されているように、ブロワー１５１と、熱交換機１５２、及び冷却気体供給管１５３を含む。ブロワー１５１は冷却気体を圧縮して送出し、熱交換機１５２はブロワー１５１から供給される冷却気体を熱交換で冷却する。冷却気体供給管１５３は熱交換機１５２から排出される冷却気体を凝縮室１２０内部の凝結チャンバー１２１に供給する。例えば、冷却気体供給管１５３の一端１５３ａは熱交換機１５２の出口に連結され、他端１５３ｂは凝結チャンバー１２１に接続される。
【００５７】
また、冷却気体供給管１５３を通して供給される冷却気体分散用の分散板１５４が凝縮室１２０内部の凝結チャンバー１２１に設けられる。分散板１５４は冷却気体供給管１５３の出口端１５３ｂ前方部に設けられて、冷却気体供給管１５３の出口端１５３ｂから排出される冷却気体が分散板１５４に衝突した後、均等に分散される。したがって、反応混合物が分散された冷却気体によって一層均一に冷却される。図面には示していないが、分散板１５４は任意の方法で凝結チャンバー１２１内に位置するように設けることができる。例えば、分散板１５４は凝縮室１２０の内面と連結されるフレームに設けられてもよく、冷却気体供給管１５３に連結されて取り付けられてもよい。
【００５８】
さらに、図１に示されているように、分散板１５４は冷却気体供給管１５３の出口端（１５３ｂ）の上部に配置することが好ましい。分散板１５４が冷却気体供給管１５３末端の上部に位置することによって、凝結チャンバー１２１内で凝結して自由落下する凝結した芳香族ジアルデヒドが冷却気体供給管１５３に流入することが最少化される。
【００５９】
つまり、本発明では、凝縮室を冷却して間接的に、または、冷却気体供給部に冷却気体を注入して直接的に、気相の反応混合物を冷却させる。
【００６０】
凝縮室１２０に取り付けできる少なくとも１個のレベル検出器（１２６、１２７）は、凝結チャンバー１２１の底部に沈んだ凝結した芳香族ジアルデヒド層の高さレベルを検出する。レベル検出器（１２６、１２７）によって検出される凝結した芳香族ジアルデヒドの高さレベルに応じて、第１開閉バルブ１２５の動作が制御される。可能ならば、外部の制御ユニット（図示せず）は、レベル検出器（１２６、１２７）から送られる信号に応じて第１開閉バルブ１２５の動作を制御することが好ましい。例えば、この制御ユニットは、第１開閉バルブ１２５の動作を制御して、低レベル検出器１２６が凝結した芳香族ジアルデヒドを検出した場合より、高レベル検出器１２７が凝結した芳香族ジアルデヒドを検出した場合に、第１開閉バルブ１２５を一層速く作動させる。また、低レベル検出器１２６は分散板１５４より低い位置に設けて、蓄積された凝固芳香族ジアルデヒドが冷却気体供給管１５３に流入することを防止できるようにする。
【００６１】
また、凝縮室１２０は 加熱流体通路１２８を提供するジャケット１２９と共に備えることができる。加熱流体は注入口１２９ａに注入されて排出口１２９ｂで排出される。加熱流体は加熱流体通路１２８に沿って流れ、凝縮室１２０のハウジングから熱を吸収したり、このハウジングに熱を提供する役割を果たす。この加熱流体でハウジングの温度を調節することによって、凝縮室１２０の内壁に付着している凝固した芳香族ジアルデヒドの剥離をを促進できる。
【００６２】
本発明による芳香族ジアルデヒド分離装置は、凝縮室１２０の排出通路１２２及び遠心分離機１３０の排出通路１３１を通って排出された凝結したジアルデヒドを乾燥する乾燥器１６０をさらに含むことができる。
【００６３】
一方、本発明による芳香族ジアルデヒド分離装置は、凝縮室１２０及び遠心分離機１３０から排出される凝結した芳香族ジアルデヒドを乾燥器１６０に移送するコンベヤー１７０をさらに含むことができる。図１に示されているように、コンベヤー１７０は凝縮室１２０及び遠心分離機１３０の下方に位置し、凝縮室１２０及び遠心分離機１３０から排出される凝結した芳香族ジアルデヒドを乾燥器１６０に移送する。例えば、コンベヤー１７０はスクリューコンベヤーにすることができる。この時、図１に示されているように、コンベヤー１７０はチューブ１７１内部に配置されて凝結した芳香族ジアルデヒドをチューブ１７１内で移送させることができる。
【００６４】
乾燥器１６０によって乾燥された凝結した芳香族ジアルデヒドは貯蔵容器１０４に移送されて貯蔵される。
【００６５】
一方、遠心分離機１３０から排出される残留ガスは焼却炉１０５に移送されて焼却できる。
【００６６】
以下では図２を参照して、本発明の他の実施例について説明する。
【００６７】
図２を参照すると、ジメチルベンゼンがポンプ２０１によって送り込まれて混合器２０２に供給され、また、圧縮器２０３によって圧縮された空気が混合器２０２に供給される。混合器２０２は供給されたジメチルベンゼンを空気と混合し、このジメチルベンゼンと空気の混合物は酸化反応器２１０に供給される。気相の芳香族ジアルデヒドを含有する反応混合物は酸化反応器２１０から排出されて、連結管２１１を通って凝縮室２２０内部の凝結チャンバー２２１に供給される。ポンプ２０１、混合器２０２、圧縮器２０３、酸化反応器２１０及び連結管２１１の構成及び作用は、図１の場合と同じであるので、これについての説明は省略する。
【００６８】
凝縮室２２０は、連結管２１１を通って供給された反応混合物を冷却する。例えば、凝縮室２２０は、５乃至７０℃程度の温度範囲に反応混合物を冷却できる。したがって、凝縮室２２０内部の凝結チャンバー２２１内で反応混合物が冷却されて、反応混合物に含まれた気相の芳香族ジアルデヒドの大部分が凝結、または脱昇華されて固相の芳香族ジアルデヒドに変化する。
【００６９】
凝縮室２２０は排出通路２２２を備えることができて、これを通って冷却された反応混合物が排出される。例えば、排出通路２２２は凝縮室２２０の底面に形成することができる。
【００７０】
遠心分離機２３０は、反応混合物に含まれる凝結した芳香族ジアルデヒドを分離し、これは排出通路２２２を通って、遠心力で排出される。
【００７１】
遠心分離機２３０で分離された凝結芳香族ジアルデヒドは、下に落ちて、排出通路２３１を通って排出される。
【００７２】
遠心分離機２３０には排出通路２３１を開放したり閉鎖する開閉バルブ２３２が設けられる。例えば、開閉バルブ２３２はロータリーバルブにすることができる。
【００７３】
遠心分離機２３０の排出通路２３１を通って排出される凝結した芳香族ジアルデヒドは乾燥器２６０に供給され、ここで乾燥する。
【００７４】
図１のように、乾燥器２６０によって乾燥された凝結した芳香族ジアルデヒドは貯蔵容器２０４に供給されて、ここで貯蔵される。また、遠心分離機２３０から排出される残留ガスは焼却炉２０５に供給されて、ここで焼却される。
【００７５】
また、図１のように、本実施例による芳香族ジアルデヒド分離装置は、加振器２４０、冷却気体供給部２５０、分散板２５４及びジャケット２２９のうちのいずれか少なくとも１つをさらに含むことができる。これらの構成及び作用は図１と同じであるので、これについての説明は省略する。
【実施例】
【００７６】
実施例１
ベンチ規模の設備を用いてｐ−キシレンの気相酸化によりテレフタルアルデヒドを製造した。テレフタルアルデヒドを含む気相混合物を凝縮/分離して固体生成物を回収した。
【００７７】
細かく見ると、ｐ−キシレンは気化して空気と共に反応装置に供給した。固定床タイプの触媒反応器を使用し、触媒として５ｍｍの球形α−アルミナをアンモニウムメタタングステン水溶液に含浸して製造したＷＯ３/Ａｌ２Ｏ３を使用した。
【００７８】
反応温度は溶融塩で調節した。Ｐ−キシレンの流量はシリンジポンプで２．７ｃｃ/ｈｒに維持した。ｐ−キシレンは、１５０℃に加熱された気化器を通過させた後に空気と混合した。
【００７９】
ｐ−キシレンと空気の混合物は２００℃に予熱した後、反応器（１２００ｃｃ/ｍｉｎ）に注入した。
【００８０】
反応温度は５８０℃に維持した。気相酸化で得た反応混合物は、３５０℃に加熱された移送ラインを経て室温の凝縮室に導入した。
【００８１】
凝縮室では、テレフタルアルデヒドを含む凝縮可能な（または脱昇華）化合物群は凝縮させて固体（微量の液体を含む）として反応混合物から分離し、残りの混合物は捕集装置に移送した。
【００８２】
捕集装置では、反応混合物は残留生成物を捕集するためにメタノールで溶解し、残留気体は排出させた。
【００８３】
反応生成物は“オンラインＧＣ（ガスクロマトグラフィー）”で分析した。凝縮室で凝縮させた固体化合物と捕集装置のメタノール溶解で回収した固体化合物の質量を測定し、“ ガスクロマトグラフ質量分析装置（ＧＣ−Ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）”で成分分析を実施した。
【００８４】
下記表１にはｐ−キシレン気相酸化で得られた反応生成物分析結果を示す。
【００８５】
下記表２には５０時間の間に凝縮室及び捕集装置で回収した固体化合物の質量を示し、
【００８６】
下記表３には５０時間の間に凝縮室及び捕集装置で回収した固体化合物の組成を示す。
【００８７】
【表１】
2008540334.tif 000003
【００８８】
【表２】
2008540334.tif 000004
【００８９】
表２で、それぞれの値は次の数式によって計算された。
【００９０】
固体生成物質量=凝縮室で回収した固体の質量+捕集装置で回収した固体の質量
回収されたＴＰＡＬ質量=回収された固体生成物の質量ｘ固体中のＴＰＡＬ含量（％）
ＴＰＡＬ生成量=ＧＣで分析したＴＰＡＬ収率ｘ供給したｐ−キシレン（ｇ）ｘＭｔ/Ｍｐ（Ｍｔ:ＴＰＡＬ分子量、Ｍｐ:ｐ−キシレン分子量）
ＴＰＡＬ回収率=回収されたＴＰＡＬ質量/ＴＰＡＬ生成量ｘ１００
【００９１】
【表３】
2008540334.tif 000005
【００９２】
上記説明より明らかなように、本発明によると、ジメチルベンゼンの気相酸化によって得られた反応混合物から芳香族ジアルデヒドを選択的に分離することができる。
【００９３】
本発明は好ましい実施例に関して詳細に記述しているが、種々の変形や置き換えがなされても、添付した特許請求の範囲に記載したように、本発明の精神や限界から逸脱することのないように、よく理解していただきたい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の一実施例による芳香族ジアルデヒド分離装置を用いて芳香族ジアルデヒドを製造する工程を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例による芳香族ジアルデヒド分離装置を用いて芳香族ジアルデヒドを製造する工程を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０１  ポンプ
１０２  混合器
１０３  圧縮器
１１０  酸化反応器
１１１  連結管
１２０  凝縮室
１２１  凝結チャンバー
１２２  第１排出通路
１２３  第２排出通路
１２４  連結管
１３０  遠心分離機
１２５  第１開閉バルブ
１３２  第２開閉バルブ
２０１  ポンプ
２０２  混合器
２０３  圧縮器
２１０  酸化反応器
２１１  連結管
２２０  凝縮室
２２１  凝結チャンバー
【図１】
2008540334.tif 000006
【図２】
2008540334.tif 000007
【国際調査報告】
2008540334.tif 000008
2008540334.tif 000009