(57)【要約】  カルボン酸、典型的にはテレフタル酸、の合成で生成する酸化剤パージストリームからの不純物の除去と母液及び洗浄濾液の回収に関するプロセスを開示する。更に詳しくは、プロセスは、酸化剤パージストリームから不純物を除去し、母液及び洗浄濾液を回収する工程及びその後母液及び又は洗浄濾液を酸化ゾーンに送る工程を含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）酸化剤パージストリームを固体富化ゾーンに送ってパージスラリーを形成し；
（ｂ）前記パージスラリーを分離ゾーンで分離して洗浄されたケーキ、母液及び洗浄濾液を生成させ；
（ｃ）前記洗浄濾液の少なくとも一部及び前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る；
ことを含んでなるプロセス。
【請求項２】
前記分離ゾーンが少なくとも一つの圧力濾過装置を含む請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記圧力濾過装置が少なくとも一つのフィルターセルを含み、少なくとも一つのフィルターセルが少なくとも０．２５インチの深さの前記フィルターケーキを蓄積させる請求項２に記載のプロセス。
【請求項４】
前記洗浄液が前記フィルターケーキ上に少なくとも０．２５インチの深さの貯まりを形成する請求項３に記載のプロセス。
【請求項５】
前記圧力濾過装置が約２５℃〜約１６０℃の間の温度で作動する請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記脱水によって水分含有量が約１０％〜約５０％の脱水されたケーキが得られる請求項６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記圧力濾過装置がロータリー圧力ドラムフィルターである請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記洗浄が逆流洗浄である請求項１又は８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項１又は８に記載のプロセス。
【請求項１１】
（ａ）固体富化ゾーンで酸化剤パージストリームに沈澱剤を加えてパージスラリーを形成し；
（ｂ）前記パージスラリーを分離ゾーンで分離して洗浄されたケーキ、母液及び洗浄濾液を生成させ；そして
（ｃ）前記洗浄濾液の少なくとも一部又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る；
ことを含んでなるプロセス。
【請求項１２】
前記分離ゾーンが少なくとも一つの圧力濾過装置を含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記圧力濾過装置が少なくとも一つのフィルターセルを含み、少なくとも一つのフィルターセルが少なくとも０．２５インチの深さの前記フィルターケーキを蓄積させる請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記洗浄液が前記フィルターケーキ上に少なくとも０．２５インチの深さの貯まりを形成する請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記圧力濾過装置が約２５℃〜約１６０℃の間の温度で作動する請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
工程（ｃ）が前記洗浄濾液の少なくとも１０重量％又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１７】
工程（ｃ）が前記洗浄濾液の少なくとも５０重量％又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記圧力濾過装置がロータリー圧力ドラムフィルターである請求項１１又は１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記洗浄が逆流洗浄である請求項１１又は１７に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項１１に記載のプロセス。
【請求項２１】
少なくとも２５重量％の前記洗浄濾液及び少なくとも２５重量％の前記母液を酸化ゾーンに送る請求項１１に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記分離ゾーンが少なくとも一つの圧力濾過装置を含む請求項２１に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記圧力濾過装置が少なくとも一つのフィルターセルを含み、少なくとも一つのフィルターセルが少なくとも０．２５インチの深さの前記フィルターケーキを蓄積させる請求項２２に記載のプロセス。
【請求項２４】
前記洗浄液が少なくとも０．２５インチの深さの前記フィルターケーキ上の貯まりを形成する請求項２３に記載のプロセス。
【請求項２５】
前記圧力濾過装置が約２５℃〜約１６０℃の間の温度で作動する請求項２４に記載のプロセス。
【請求項２６】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項２５に記載のプロセス。
【請求項２７】
工程（ｃ）は前記洗浄濾液の少なくとも５０重量％及び前記母液の少なくとも５０重量％を酸化ゾーンに送る請求項２６に記載のプロセス。
【請求項２８】
前記圧力濾過装置がロータリー圧力ドラムフィルターである請求項２１又は２７に記載のプロセス。
【請求項２９】
前記洗浄が逆流洗浄である請求項２１又は２７に記載のプロセス。
【請求項３０】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項２１に記載のプロセス。
【請求項３１】
（ａ）固体富化ゾーンで酸化剤パージストリームを冷却してパージスラリーを形成し；
（ｂ）前記パージスラリーを分離ゾーンで分離して洗浄されたケーキ、母液及び洗浄濾液を生成させ；そして
（ｃ）前記洗浄濾液の少なくとも一部又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る；
ことを含んでなるプロセス。
【請求項３２】
前記分離ゾーンが少なくとも一つの圧力濾過装置を含む請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３３】
前記圧力濾過装置が少なくとも一つのフィルターセルを含み、少なくとも一つのフィルターセルが少なくとも０．２５インチの深さの前記フィルターケーキを蓄積させる請求項３２に記載のプロセス。
【請求項３４】
前記洗浄液が前記フィルターケーキ上に少なくとも０．２５インチの深さの貯まりを形成する請求項３３に記載のプロセス。
【請求項３５】
前記圧力濾過装置が約２５℃〜約１６０℃の間の温度で作動する請求項３４に記載のプロセス。
【請求項３６】
工程（ｃ）が前記洗浄濾液の少なくとも重量で１０％又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３７】
工程（ｃ）が前記洗浄濾液の少なくとも５０重量％又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る請求項３１に記載のプロセス。
【請求項３８】
前記圧力濾過装置がロータリー圧力ドラムフィルターである請求項３１又は３７に記載のプロセス。
【請求項３９】
前記洗浄が逆流洗浄である請求項３１又は３７に記載のプロセス。
【請求項４０】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項４１に記載のプロセス。
【請求項４１】
少なくとも２５重量％の前記洗浄濾液及び少なくとも２５重量％の前記母液が酸化ゾーンに送られる請求項４１に記載のプロセス。
【請求項４２】
前記分離ゾーンを約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する圧力濾過装置を含む請求項４１に記載のプロセス。
【請求項４３】
前記圧力濾過装置が少なくとも一つのフィルターセルを含み、少なくとも一つのフィルターセルが少なくとも０．２５インチの深さの前記フィルターケーキを蓄積させる請求項４２に記載のプロセス。
【請求項４４】
前記洗浄液が前記フィルターケーキ上に少なくとも０．２５インチの深さの貯まりを形成する請求項４３に記載のプロセス。
【請求項４５】
前記圧力濾過装置が約２５℃〜約１６０℃の間の温度で作動する請求項４４に記載のプロセス。
【請求項４６】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項４５に記載のプロセス。
【請求項４７】
工程（ｃ）が前記洗浄濾液の少なくとも５０重量％及び前記母液の少なくとも５０重量％を酸化ゾーンに送る請求項４６に記載のプロセス。
【請求項４８】
前記圧力濾過装置がロータリー圧力ドラムフィルターである請求項４１又は４７に記載のプロセス。
【請求項４９】
前記洗浄が逆流洗浄である請求項４１又は４７に記載のプロセス。
【請求項５０】
前記圧力濾過装置を約１気圧〜約５０気圧の圧力で運転する請求項４１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルボン酸、典型的にはテレフタル酸、の合成で生成される酸化剤パージストリームからの不純物除去と母液及び洗浄濾液の回収並びにその後、母液及び／又は洗浄濾液の少なくとも一部を少なくとも一つの酸化反応器を含む酸化ゾーンに還流するプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレフタル酸は、例えばＣｏ, Ｍｎ, Ｂｒなどの触媒及び溶媒の存在下でのパラキシレンの酸化によって商業的に製造される。テレフタル酸はポリエステルファイバー、フィルム及び樹脂の製造で用いられるが、パラキシレンの酸化の結果として生成する不純物を除去するために更に処理しなければならない。
【０００３】
テレフタル酸（ＴＰＡ）は、プラスチック及びファイバー用途でのポリエステルの製造における中間体である。ＴＰＡを製造するプロセスの一例を図１に示す。ＴＰＡを製造するための商業的プロセスは、多くの場合、ｐ−キシレンの重金属触媒による、一般に酢酸溶媒中の臭化物助触媒を含む酸化に基づいており、これらの組合せは反応混合物４０５として知られている。実際の酸化条件下で酢酸中のＴＰＡの溶解度は限られているので、少なくとも一つの酸化反応器を含む酸化ゾーン４００には、通常、ＴＰＡ結晶のスラリーが形成される。典型的には、ＴＰＡ酸化剤スラリー４１０は酸化ゾーン４００から抜出され、その後、ＴＰＡ固体は、ＴＰＡ固体液体分離ゾーン４３０で従来の固体−液体分離方法を用いて酸化剤母液４１５から分離できる。このプロセスで用いる触媒と助触媒の大部分を含む酸化剤母液４１５は少なくとも一つの酸化反応器を含む酸化ゾーン４００にリサイクルされる。触媒と助触媒は別にして、酸化剤母液４１５は溶解したＴＰＡと多くの副産物や不純物も含む。これらの副産物や不純物は、一部はｐ−キシレン送給ストリームに存在する少量の不純物から生ずる。部分的に酸化された産物を生ずるｐ−キシレンの不完全な酸化のために他の不純物が生ずる。更に別の副産物は、ｐ−キシレンからテレフタル酸への酸化の結果としての競合する副反応によって生ずる。テレフタル酸の製造を開示している特許文献１及び２などの特許は、本明細書における言明と矛盾しない限りにおいて、その全体を引用によって本明細書に組み込む。
【０００４】
ＴＰＡ固体に対しては、固体−液体分離を行ない、新鮮な溶媒４２０を用いて酸化剤母液４１５の液体成分の大部分を置き換える。乾燥後、酸化剤母液４１５に存在していた不純物がＴＰＡ固体に取り込まれるために、ＴＰＡ固体は不純物で汚染されている。不純物は、また、ＴＰＡ結晶構造に吸蔵されたものによっても、新鮮な溶媒４２０による酸化剤母液４１５の除去が不完全なためによっても存在する。
【０００５】
リサイクルされる酸化剤母液４１５ストリームの中の不純物の多くはそれ以上の酸化に対して比較的不活性である。そのような不純物は、例えばイソフタル酸、フタル酸、及びトリメリト酸などである。更に酸化される不純物も存在する。例えば、４−カルボキシベンズアルデヒド、ｐ−トルイル酸及びｐ−トルアルデヒドなどである。酸化に不活性な不純物はリサイクルで酸化剤母液４１５に蓄積する傾向がある。酸化剤母液４１５におけるこれらの不活性不純物の濃度は高まって、ＴＰＡ産物による各不純物の除去速度が酸化プロセスによる形成速度及び追加速度とバランスする平衡に到達する。市販されているテレフタル酸における不純物の通常のレベルは、大抵のポリマー用途でそれを直接利用するのには不適当なレベルである。
【０００６】
従来、テレフタル酸は、ジメチルエステルへの変換又は水に溶解させた後に標準的な水素添加触媒での水素添加によって浄化されてきた。最近、二次酸化処理を用いてポリマー級純度のＴＰＡが製造されるようになった。母液の不純物濃度をできるだけ低くしてその後のＴＰＡ精製を容易にすることが望ましい。場合によっては、酸化剤母液４１５から不純物を除去する何らかの手段を用いなければ、純度の高いポリマー級純度のＴＰＡを製造することは不可能である。
【０００７】
リサイクルストリームから不純物を除去するために化学処理産業でよく用いられる一つの方法は、リサイクルされる酸化剤母液４１５の一部を抜き出すか、又は“パージ”することである。典型的には、パージストリームは、単純に処分されるか、又は経済的に許される場合、いろいろな処理を行って望まれない不純物を除去すると共に価値のある成分を回収する。一例は、特許文献３であり、これは本明細書の記述と矛盾しない限りにおいてその全体を引用によって本明細書に組み込む。不純物のコントロールのために必要なパージの量はプロセスによって異なる；しかし、通常、リサイクルされる酸化剤母液４１５ストリーム全体の１０〜４０％に相当するパージ量、以下で酸化剤パージストリーム１０１と呼ぶ、が商業的なポリマー製造のための原料として十分な純度のＴＰＡを製造できる。しかし、本発明のある実施形態では、１００％に達するパージ量も利用できるであろう。
【０００８】
ＴＰＡの製造で、許容される不純物濃度を維持するために必要な酸化剤母液４１５のパージパーセンテージは、酸化剤パージストリーム１０１中の金属触媒や溶媒成分の経済価値と合わせて、酸化剤パージストリーム１０１を単純に処分することを経済的に魅力のないものにしている。従って、酸化剤パージストリーム１０１に含まれる貴重な金属触媒と酢酸の大部分を回収すると同時に酸化剤パージストリーム１０１中に存在する不純物の大部分を除去するプロセスが必要とされている。金属触媒はｐ−キシレン酸化工程に直接リサイクルして再使用するのに適した形で回収できる。
【０００９】
酸化剤パージストリームから洗浄濾液１４８と母液１４７を回収する発明が開示される。酸化剤パージストリーム１０１が分離ゾーンに送られ、その後母液及び／又は洗浄濾液が酸化反応器へリサイクルされて戻ってくる。上述したＴＰＡプロセスは一例にすぎないことに注意されたい。開示される発明は、酸化剤パージストリーム１０１を生成できる多くの異なるＴＰＡプロセスに適用できる。従って、本発明はテレフタル酸プロセスだけでなく、酸化剤パージストリーム１０１を生成し、金属触媒を含む母液１４７と洗浄濾液１４８の回収が必要な如何なるプロセスにも適用される。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第４，１５８，７３８号明細書
【特許文献２】米国特許第３，９９６，２７１号明細書
【特許文献３】米国特許第４，９３９，２９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、カルボン酸、典型的にはテレフタル酸、の合成において生成される酸化剤パージストリームからの不純物の除去及び母液と洗浄濾液の少なくとも一部の回収に関する。
【００１２】
本発明の目的は、酸化剤パージストリームから不純物を除去し、母液と洗浄濾液を回収するプロセスを提供することである。
【００１３】
本発明の更に別の目的は、カルボン酸の合成において生成される酸化剤パージストリームから不純物を除去し、母液と洗浄濾液を回収し、そしてその母液及び／又は洗浄濾液の少なくとも一部を酸化ゾーンに循環させるプロセスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第一の実施形態では、次のプロセスが提供される。このプロセスは：
（ａ）酸化剤パージストリームを固体富化ゾーンに送ってパージスラリーを形成し；
（ｂ）前記パージスラリーを分離ゾーンで分離させて、洗浄されたケーキ、母液及び洗浄濾液を生成させ；
（ｃ）前記洗浄濾液の少なくとも一部及び前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る；
ことを含んでなる。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、次のプロセスが提供される。このプロセスは：
（ａ）固体富化ゾーンにおいて酸化剤パージストリームに沈澱剤を加えてパージスラリーを形成し；
（ｂ）前記パージスラリーを分離ゾーンで分離させて、洗浄されたケーキ、母液及び洗浄濾液を生成させ；そして
（ｃ）前記洗浄濾液の少なくとも一部又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る；
ことを含んでなる。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、次のプロセスが提供される。このプロセスは：
（ａ）固体富化ゾーンにおいて酸化剤パージストリームを冷却してパージスラリーを形成し；
（ｂ）前記パージスラリーを分離ゾーンで分離させて、洗浄されたケーキ、母液及び洗浄濾液を生成させ；そして
（ｃ）前記洗浄濾液の少なくとも一部又は前記母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る；
ことを含んでなる。
【００１７】
これらの目的及びその他の目的は、この開示を読めば当業者にはもっと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】
【００１８】
本発明のある実施形態では、酸化剤パージストリーム１０１から不純物を除去し母液１４７と洗浄濾液１４８を回収するプロセスが図１から図４までに示されているように提供される。これらの図で共通する数字は同じプロセスストリームを示す。プロセスは次のような工程を含む。
【００１９】
酸化剤パージストリーム１０１はカルボン酸酸化合成プロセスから抜き出される。酸化剤パージストリーム１０１は、本発明のプロセスへの送給ストリームとして用いられる。不純物は、有機臭化物、腐食金属、ｐ−キシレン酸化副産物及びｐ−キシレン中の不純物の結果として出てくる不純物から成る群から選択される少なくとも一つを含む。有機臭化物は酸化反応における助触媒として用いられる。腐食金属の例は、鉄及びクロム化合物であり、これらは金属触媒の活性を阻害、低下又は完全に破壊する。触媒及び助触媒を別にして、酸化剤母液ストリーム４１５は、また、副産物と不純物を含む。これらの副産物と不純物は、一部はｐ−キシレンの供給ストリームに存在する少量の不純物から生ずる。他の不純物は、部分的に酸化した産物を生ずるｐ−キシレンの不完全な酸化によって生ずる。更に別の副産物は、ｐ−キシレンからテレフタル酸への酸化における競合する副反応から生ずる。
【００２０】
カルボン酸は有機基質の制御された酸化によって生成される芳香族カルボン酸を含む。このような芳香族カルボン酸は、少なくとも一つのカルボン酸基が、好ましくは少なくとも炭素原子６を有する、更に好ましくは炭素原子のみを有する芳香族環の一部である炭素原子に付着した化合物を含む。そのような芳香族環の適当な例としては、ベンゼン、ビフェニル、テルフェニル、ナフタレン及びその他の炭素をベースとする縮合芳香族環などがあるが、それだけに限定するものではない。適当なカルボン酸の例としては、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、２，５−ジフェニル−テレフタル酸及びそれらの混合物があげられるが、それだけに限定するものではない。
【００２１】
適当な溶媒としては、脂肪族モノカルボン酸、好ましくは２〜約６の炭素原子を含むもの、又は安息香酸及びそれらの混合物、及びこれらの化合物と水との混合物などがあるが、それだけに限定するものではない。好ましくは、溶媒は酢酸を水と、約５：１〜約２５：１の比で、好ましくは約８：１と約２０：１の間の比で、混合したものである。本明細書を通して、酢酸を溶媒と呼ぶ。しかし、他の適当な溶媒、前に開示されたような溶媒も利用できることは言うまでもない。
【００２２】
工程（ａ）は酸化剤パージストリーム１０１を固体富化ゾーン１４０に送ってパージスラリーを形成する工程を含む。
本発明のある実施形態では、固体富化ゾーン（ｓｏｌｉｄｓ  ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ  ｚｏｎｅ）１４０は酸化剤パージストリーム１０１を冷却してパージスラリー１１０を形成することを可能にする容器を含む。この容器に関しては、酸化剤パージストリーム１０１を所望の温度に冷却してパージスラリー１１０を形成するのに十分な滞留時間を可能にするということ以外何も特別な条件はない。これは、例えば冷却コイルを含む振とう容器を用いて、又は当業者に公知のいろいろな熱交換器を用いて達成できる。固体富化ゾーン１４０は酸化剤パージストリーム１０１を十分に冷却してパージスラリー１１０を形成することができる当業者に公知のどんな装置を含んでもよく、酸化剤パージストリーム１０１は少なくとも５℃〜少なくとも９０℃冷却される。冷却の量は、所望する沈澱の量による。例えば、酸化剤パージストリーム１０１の冷却は、少なくとも５℃であることもある。これは酸化剤パージストリーム１０１とパージスラリー１１０の間の温度差を摂氏温度で表している。別の温度範囲としては、少なくとも１０℃、少なくとも１５℃、少なくとも２０℃、少なくとも２５℃、少なくとも３０℃、少なくとも３５℃、少なくとも４０℃、少なくとも４５℃、少なくとも５０℃、少なくとも５５℃、少なくとも６０℃、少なくとも６５℃、少なくとも７０℃、少なくとも７５℃、少なくとも８０℃、少なくとも８５℃及び少なくとも９０℃があり得る。本発明の別の実施形態では、酸化剤パージストリーム１０１は約８０℃〜約１５０℃の温度にある。別の範囲は約８０℃〜約１４０℃であり、別の範囲は約８５℃〜約１００℃である。
【００２３】
別の実施形態では、酸化剤パージストリーム１０１を固体富化ゾーン１４０に装荷して固体を沈澱させる。沈澱は当業者に公知の任意の手段によって遂行できる。例えば、一つの方法は、酸化剤パージに沈澱剤ストリーム１０５を加えることである。沈澱剤ストリーム１０５が、固体富化ゾーン１４０に装荷され、酸化剤パージストリーム１０１から固体を沈澱させる。沈澱剤１０５は酸化剤パージストリーム１０１から固体を沈澱させるのに適当な任意の化合物を含む。適当な化合物としては、水、メタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール及びイソブタノールなどがあるが、それだけに限定するものではない。その他の沈澱剤１０５、例えばＣ1〜Ｃ6のアルキルアセテートも使用できる、例えばｎ−プロピルアセテート、イソプロピルアセテート、イソブチルアセテート、ｓｅｃ−ブチルアセテート、酢酸エチル、水及びｎ−ブチルアセテートなどであるが、それだけに限定するものではない。
【００２４】
本発明の別の実施形態では、工程（ａ）で、酸化剤パージストリーム１０１は酢酸を除去して濃縮することができる。濃縮は当業者に公知の任意の手段によって行うことができる。これは、溶質の固体が溶液にとどまるのに溶媒の酢酸が不十分になる程度まで酢酸を煮沸してとばすことによって行うことができる。溶媒を除去する別の方法は、直交流膜濾過システムを用いて、酢酸が透過物質として膜を透過して保持液が濃縮されるようにするものである。
【００２５】
本発明の別の実施形態では、工程（ａ）で、冷却と沈澱剤添加の任意の組合せによって固体富化ゾーンに固体を生成させる。
【００２６】
本発明の別の実施形態では、固体富化プロセスにおける固体の量は、少なくとも１重量％〜少なくとも３０重量％の範囲の固体を有するパージスラリー１１０を生ずることができる。別の範囲は、少なくとも１重量％〜少なくとも２５重量％の固体であり、別の範囲は、少なくとも１重量％〜少なくとも２０重量％の固体である。固体富化は前述のような冷却プロセスによって行うことができる、又は本発明の別の実施形態では、パージスラリー１１０を酸化剤パージストリーム１０１から溶媒の蒸発を利用して生成できる。例えば、本発明の別の実施形態では、固体富化ゾーンは蒸発器を備え、それを用いて溶媒を蒸発させることができる。蒸発器は、例えば特許文献３又は米国特許出願第１０／４５５，０１６号明細書及び同第１０／８７４，４１９号明細書で用いられているような蒸発器でよい。これらの特許文献はすべて、本明細書の所説と矛盾しない限りにおいてその全体を引用によって本明細書に組み込む。本発明の別の実施形態では、パージスラリー１１０で所望の含有量の固体が得られる限り当業者に公知の任意の手段を用いることができる。
【００２７】
工程（ｂ）は、分離ゾーン１５１でパージスラリー１１０を分離してフィルターケーキ１５４と母液１４７を形成させ；そして分離ゾーン１５１で洗浄液１４９によってフィルターケーキ１５４を洗浄して洗浄されたケーキ１４６と洗浄濾液１４８を生成させ；そして任意的に分離ゾーン１５１で洗浄されたケーキ１４６を脱水して脱水されたケーキ１５９を形成することを含み、分離ゾーン１５１は少なくとも一つの圧力濾過装置を備える。
【００２８】
本発明の別の実施形態では、パージスラリー１１０が分離ゾーン１５１に導入されるが、分離ゾーンは、図３に示すように濾過ゾーン１５３，洗浄ゾーン１５５及び任意的な乾燥ゾーン１５７を含む。濾過ゾーン１５３はフィルターセル又は一連のフィルターセルを含み、フィルターセルの面積に分布したフィルターケーキ１５４が形成されるような物理的位置に配置されて、フィルターケーキ１５４を通って洗浄液１４９のチャンネルができることが阻害又は阻止されるようになっている。
【００２９】
深さが少なくとも０．２５インチ〜約８インチ、好ましくは深さが少なくとも０．５インチ、更に好ましくは深さが少なくとも１インチ、それより更に好ましくは深さが約２インチ〜約４インチ、のフィルターケーキ１５４がフィルターセルの面積にわたって分布する。洗浄されたケーキ、１４６は回収できる、又は更に処理、リサイクル及び／又は廃棄物処理施設に送ることができる。
【００３０】
フィルターケーキ１５４が適当な、又は好ましい高さ、約０．５インチ〜約４インチという高さに達すると、フィルターケーキ１５４はフィルター又は一連のフィルターを備えた濾過ゾーン１５３を離れて、洗浄ゾーン１５５に入り、そこでフィルターケーキ１５４は洗浄液１４９と接触する。フィルターケーキ１５４には十分な圧力があり、フィルターケーキ１５４上に洗浄液１４９が、適当な深さ、好ましくは最小深さ０．２５インチに貯めるか又は蓄積させることができる。フィルターケーキ１５４と洗浄液１４９の貯蔵部の間に少なくとも０．５ ｐｓｉ、好ましくは約５ ｐｓｉ〜約６５ ｐｓｉという圧力勾配を印加してフィルターケーキ１５４内の任意の溶質を洗浄液１４９で置き換えることができる。
【００３１】
少なくとも０．５インチという深さのフィルターケーキ１５４が洗浄ビヒクルを供給するのに十分圧縮されたコンパクトなフィルターケーキ１５４を得るのに適当である。即ちフィルターケーキ１５４から溶質を含む洗浄濾液１４８を回収し、洗浄によって効率的に除去できるフィルターケーキ１５４を得るのに適当である。フィルターケーキ１５４の深さが約０．２５インチより小さい場合、フィルターケーキ１５４の中で洗浄液１４９のチャンネリングが起こってフィルターケーキ１５４の洗浄が一様でなくなる恐れがある。
【００３２】
フィルターケーキ１５４の置換（又は追出）洗浄（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｗａｓｈｉｎｇ）の効率低下を考えると、精製されたテレフタル酸のフィルターケーキ１５４の最小深さが少なくとも０．２５インチであることが好ましい。
【００３３】
置換洗浄が行われるように保証するフィルターケーキ１５４表面上の液体の最小限の高さが必要である。この高さは、フィルターケーキ１５４の表面が洗浄液１４９で完全に覆われることを保証するのに十分な高さでなければならない。フィルターケーキ１５４の表面が洗浄液１４９で完全に覆われない場合、洗浄液１４９の迂回が起こってフィルターケーキ１５４の中の溶質の置換が不十分になる。フィルターケーキ１５４の表面は不規則なので、フィルターケーキ１５４表面上で約０．２５インチという最小の液面高さが好ましい。
【００３４】
高圧の洗浄液１４９を用いるフィルターケーキ１５４からの溶質の置換は、フィルターケーキ１５４からの触媒金属の効率的な分離を可能にするということが見出された。高圧の別の利点は、実施例で示されるように、コバルトを回収するために必要な洗浄液１４９が減少することである。
【００３５】
分離ゾーン１５１に追加の段（ｓｔａｇｅｓ）を利用すると、フィルターケーキ１５４に保持される金属触媒の総量を減少させるために必要な洗浄液１４９の量を減らすことができる。したがって、適当な段数のポジティブ置換洗浄を用いて、置換洗浄で用いる洗浄液１４９の総量を最小にすることで下流の廃棄物処理施設の必要を好適に小さくできる。
【００３６】
一段置換洗浄手順を多段置換洗浄手順で置き換えることで、洗浄液１４９の量はパージスラリー１１０から母液１４７及び洗浄濾液１４８への少なくとも８０％の金属触媒の回収をするために十分な量であるということが理解できる。更に、洗浄液１４９の量の減少が有利であると判断される場合、多段の逆流洗浄（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｃｕｒｒｅｎｔ  ｗａｓｈｉｎｇ）を用いる手順が有用になる。
【００３７】
本発明のプロセスでは、パージスラリー１１０を、必要な厚さのフィルターケーキ１５４が生成できるように、物理的に配置された一つ又はそれ以上の一連のフィルターセルに導入する。
【００３８】
約０．２５〜約４インチという最小高さのフィルターケーキ１５４が得られると、フィルターケーキ１５４はフィルター又は一連のフィルターを出て洗浄ゾーン１５５に入り、そこでフィルターケーキ１５４は洗浄液１４９で洗浄する。次に、圧力を洗浄液１４９に適用してフィルターケーキ１５４から溶質（即ち、フィルターケーキ中の液体及び金属触媒など何らかの溶解している化合物）を追い出すことができる。洗浄液で溶質が追い出されると、フィルターケーキ１５４を適当な手段によって濾過ゾーン１５５から放出し、このサイクルを繰り返すことができる。本発明のある実施形態では、フィルターケーキ中の金属触媒のレベルを９５％より多く減らすための洗浄液１４９とフィルターケーキ１５４放出の比は、約１：２０〜約２０：１の範囲内にある。
【００３９】
必要な洗浄サイクルを実施するための装置は一連のフィルターセルを含み、それらは溢流洗浄液１４９がフィルターセル上に広がることができるような適当な位置に保たれる。本発明のある実施形態では、適当な装置は多数フィルターセルを有するロータリードラム圧力フィルターであり、洗浄されたケーキ１４６をフィルターセルから放出するための手段を備えている。フィルターケーキ１５４は、洗浄されたケーキ１４６における金属触媒の濃度を最小にしてから洗浄されたケーキ１４６をロータリードラムフィルターから吐出するために必要なだけの回数洗浄できる。
【００４０】
本発明のプロセスの必要条件に適合させることができる適当な圧力フィルターは、ＢＨＳ−ＦＥＳＴ（登録商標）ロータリードラム圧力フィルター（ＢＨＳ−ＷＥＲＫ、Ｓｏｎｔｈｏｆｅｎ，  Ｄ−８９７２，  Ｓｏｎｔｈｏｆｅｎ，  Ｗｅｓｔ  Ｇｅｒｍａｎｙ）であるが、必要な作業を遂行できる他の圧力フィルターも使用できる。固体−液体分離ゾーン１５１で使用できる他の装置の例は、圧力ベルトフィルター、フィルタープレス、遠心分離器、圧力リーフフィルター及び直交流フィルターなどであるが、それだけに限定されない。圧力フィルターは、母液１４７の溶質から金属触媒を少なくとも８０％回収するために十分な温度と圧力で作動させることができる。好ましくは、圧力フィルターは約２５℃〜約１６０℃の温度及び１気圧〜５０気圧の圧力で作動させることができる。
【００４１】
図４に示されているようなＢＨＳ−ＦＥＳＴ（登録商標）フィルターの操作では、ロータリードラムは回転するドラムの周辺に配置された一連のフィルターセルを含む。ドラムが回転するとフィルターセルがパージスラリー１１０を受け入れてフィルターケーキ１５４が必要な深さに蓄積する。パージスラリー１１０の濾過によって母液１４７が生成される。ドラムを回すと、フィルターケーキ１５４が洗浄ゾーン１５５に入り、洗浄液１４９の貯まり（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）がフィルターケーキ１５４上に必要な深さまでできる。洗浄液に適用された圧力が水をフィルターケーキ１５４に押し込み、パージスラリー１１０に保持されている溶質を（溶解している金属触媒と共に）追い出して洗浄されたケーキ１４６を生成する。ドラムを更に回すと、必要なら洗浄サイクルを少なくとももう３回逆流方式で繰り返すことができ、その後システム圧力が解放され、それに伴って温度が周囲条件に低下する。任意的には、洗浄されたケーキ１４６を脱水ゾーン１５７で導管１５２を通る蒸気によって脱水して脱水されたケーキ１５９と湿った蒸気１６０を生成させることができる。得られた脱水されたケーキ１５９は任意の従来手段によってドラムから放出できる。
【００４２】
図４は、ロータリー圧力ドラムフィルターがプロセス濾過装置として用いられる本発明のある実施形態を示している。ロータリードラム圧力フィルターは、濾過ゾーン１５３、洗浄ゾーン１５５，任意的な脱水ゾーン１５７，放出ゾーン１６４及びクロス洗浄ゾーン１６２を含む。図４に示されているクロス洗浄ゾーン１６４は、ロータリー圧力ドラムフィルターがクロス洗浄ゾーン１６２を含む本発明のある実施形態であり、フィルターは脱水されたケーキ１５９が放出された後に洗浄される。
【００４３】
洗浄濾液１４８はフィルターケーキを洗浄液１４９で置換洗浄することによって生成される。洗浄液１４９の導入によって分離ゾーン１５１内でフィルターケーキ１５４は金属触媒が抽出されて洗浄濾液１４８を生じ、本発明のある実施形態では少なくとも８０％の金属触媒が洗浄濾液と母液１４７に回収される。本発明のある実施形態では、少なくとも９０％の金属触媒が洗浄濾液１４８と母液１４７に回収される。母液１４７と洗浄濾液１４８は任意的に一緒にして固体−液体分離ゾーン１５１を出てゆく。
【００４４】
洗浄液１４９は水と任意的な別の酸化溶媒を含む。
【００４５】
多分最も驚くべきことは、水を洗浄液１４９として、約２０℃〜約７０℃という範囲、好ましくは約３０℃〜約５０℃という範囲の温度で用いることによって、十分な腐食金属が脱水されたケーキ１５９に保持され、他の手段による腐食金属除去の必要がなくなるということである。金属触媒をストリップされた固体である脱水されたケーキ１５９はシステムから廃棄することができる。
【００４６】
ロータリー圧力ドラムフィルターを用いる本発明のある実施形態では、分離ゾーン１５１がパージスラリー１１０から母液１４７と洗浄濾液１４８を生成するのに十分な当業者に公知の任意の装置を備えることもできるということに注意されたい。例えば、このような装置としては、遠心分離器、デカンター遠心装置、スタックディスク遠心分離器、圧力フィルター、例えばキャンドルフィルター、リーフフィルター、フィルタープレスなどがあるが、それだけに限定するものではない。
【００４７】
工程（ｃ）は、洗浄濾液の少なくとも一部及び／又は母液の少なくとも一部を酸化ゾーンに送る工程を含む。
【００４８】
本発明のある実施形態では、工程（ｅ）における母液１４７の少なくとも一部及び／又は洗浄濾液１４８の少なくとも一部を、テレフタル酸プロセス、例えばそれだけに限定するものではないが、図１に示されているプロセスにおける少なくとも一つの酸化反応器を含む酸化ゾーン４００にリサイクルして戻すことができる。少なくとも一部とは１重量％を超える任意の量であってよい。別の範囲においては、少なくとも一部は２５重量％を超える任意の量であってよい。別の範囲においては、少なくとも一部とは５０重量％を超える任意の量であってよい。別の範囲で、少なくとも一部とは７５重量％を超える任意の量であってよい。別の範囲で、少なくとも一部とは１００重量％であってよい。導管１５２と１５３は、酸化ゾーン４００にリサイクルされない母液１４７と洗浄濾液１４８の部分を、もしあれば、それぞれ表す。これらのストリームは他のプロセスで利用するか、又は焼却、又はその他の当業者に公知の手段によって廃棄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ＴＰＡ製造プロセスを示す図であり、洗浄濾液１４８及び／又は母液１４７の少なくとも一部は導管１５４によって酸化ゾーン４００へリサイクルされる。
【図２】分離ゾーン１５１で起こっているプロセスの本発明に係るある実施形態を示す図であり、母液１４７と洗浄濾液１４８が生成され、母液１４７及び／又は洗浄濾液１４８の一部は少なくとも一つの酸化反応器を含む酸化ゾーンに送られる。
【図３】本発明の別の実施形態を示す図であり、パージスラリー１１０は、濾過ゾーン１５３、洗浄ゾーン１５５及び任意的には乾燥ゾーン１５７を含む分離ゾーン１５１に送られる。
【図４】本発明の別の実施形態を示す図であり、ロータリードラム圧力フィルターがプロセス濾過装置として用いられている。本発明の別の実施形態では、ロータリードラム圧力フィルターは濾過ゾーン１５３、洗浄ゾーン１５５任意的には脱水ゾーン１５７、放出ゾーン１６４及びクロス洗浄ゾーン１６２を含む。
【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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