(57)【要約】  【課題】棚段を必要としないシンプルな構造の置換塔を用いる方法であって、高い置換効率を維持しながら安定に運転を継続する、品質のよい、特に色相値の低い高純度テレフタル酸の製造方法を提供する。  【解決手段】具体的には、第一分散媒およびテレフタル酸結晶を含有するスラリー（以下、原スラリーと称する。）の分散媒を、置換塔を用いて置換する置換工程を含有するテレフタル酸の製造方法において、  該置換塔内部の混合液が、上部領域［原スラリー導入口より上の領域。］、中間部領域［原スラリー導入口から後記境界領域の上面までの領域。］、境界領域［中間部領域と後記下部領域の間の領域。］、および下部領域［境界領域下面より下の領域。］を構成しており、且つ一定条件を満たし、  該置換塔の上部領域下面から原スラリーを導入し、第二分散媒を該置換塔の下部領域へ導入し、該置換塔の上部領域から主に第一分散媒を抜き取りながら、該置換塔の下部領域からテレフタル酸結晶および第二分散媒を含有する置換スラリーを抜き取る操作を下記条件（４）に従いながら行なう、前記置換工程を含有するテレフタル酸の製造方法。  条件（４）：１５≦Ｘ≦５００［式中、Ｘは境界領域における単位高さ当たりのテレフタル酸含有量の変化量（質量％／ｍ）を表す。］【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一分散媒およびテレフタル酸結晶を含有するスラリー（以下、原スラリーと称する。）の分散媒を、置換塔を用いて置換する置換工程を含有するテレフタル酸の製造方法において、
該置換塔内部の混合液が、上部領域［原スラリー導入口より上の領域。］、中間部領域［原スラリー導入口から後記境界領域の上面までの領域。］、境界領域［中間部領域と後記下部領域の間の領域。］、および下部領域［境界領域下面より下の領域。］を構成しており、且つ下記条件（１）〜（３）
条件（１）：置換塔の内径が１〜７ｍ、
条件（２）：中間部領域の高さＬＡが置換塔の内径の０．３〜４倍、且つ高さＬＢ（境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さ、または攪拌羽根を使用しない場合、境界領域の下面から置換塔の下部タンジェンシャルラインまでの高さ。）が置換塔の内径の０．３〜１．５倍、
条件（３）：境界領域の高さＬが０．１〜１ｍ、
を満たし、
該置換塔の上部領域下面から原スラリーを導入し、第二分散媒を該置換塔の下部領域へ導入し、該置換塔の上部領域から主に第一分散媒を抜き取りながら、該置換塔の下部領域からテレフタル酸結晶および第二分散媒を含有するスラリー（以下、置換スラリーと称する。）を抜き取る操作を下記条件（４）に従いながら行なう、前記置換工程を含有するテレフタル酸の製造方法。
条件（４）：１５≦Ｘ≦５００
［式中、Ｘは境界領域における単位高さ当たりのテレフタル酸含有量の変化量（質量％／ｍ）を表し、式（ＣＢ−ＣＡ）／Ｌで示される。かかるＣＡは中間部領域の中間位置におけるテレフタル酸含有量（質量％）を表し、ＣＢは下部領域の中間位置におけるテレフタル酸含有量（質量％）を表し、Ｌは境界領域の高さ（ｍ）を表す。］
【請求項２】
原スラリーの導入温度を１４０〜２４０℃とする、請求項１に記載のテレフタル酸の製造方法。
【請求項３】
第一分散媒が水または含水酢酸であり、第二分散媒が水または含水酢酸である、請求項１または２に記載のテレフタル酸の製造方法。
【請求項４】
第一分散媒が含水酢酸であり、第二分散媒が水である、請求項１または２に記載のテレフタル酸の製造方法。
【請求項５】
中間部領域の中間位置の温度が、下部領域の中間位置の温度より３℃以上高い、請求項１〜４のいずれか１項に記載のテレフタル酸の製造方法。
【請求項６】
攪拌装置および／または外部循環装置を用いて下部領域の攪拌を行なう、請求項１〜５のいずれか１項に記載のテレフタル酸の製造方法。
【請求項７】
境界領域に全く接しないように設置された攪拌装置を用いて下部領域の攪拌を行なう、請求項６に記載のテレフタル酸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一分散媒およびテレフタル酸結晶を含有する原スラリーの第一分散媒を第二分散媒に置換することによる、テレフタル酸の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレフタル酸は、ｐ−キシレンを代表とするｐ−フェニレン化合物の液相酸化反応により製造される。該液相酸化反応には、通常、溶媒としては酢酸が用いられ、触媒としては、コバルト、マンガン等の金属触媒に、適宜、臭素化合物やアセトアルデヒドなどの促進剤を加えた触媒が用いられる。しかし、該液相酸化反応の反応生成物には、４−カルボキシベンズアルデヒドやパラトルイル酸等の酸化反応中間体、安息香酸等の副生成物、および種々の着色性不純物などが含まれているため、該反応生成物から分離して得られる粗テレフタル酸からそれらの不純物の混入を避けて高純度のテレフタル酸を得るには、高度な精製技術を必要とする。
【０００３】
液相酸化反応で得られた粗テレフタル酸の精製技術としては、粗テレフタル酸を高温・高圧下で水や含水酢酸に溶解し、接触水素化処理、脱カルボニル化処理、酸化処理、再結晶、あるいはテレフタル酸結晶が一部溶解した分散状態で高温浸漬処理する方法などが知られている。これらの方法においては、いずれの場合も、不純物を除去するために、テレフタル酸結晶をスラリーから分離する操作が必要になる。
スラリー中の前記不純物は、高温ではそのほとんどが分散媒中に溶解しているが、テレフタル酸結晶をスラリーから分離する際にスラリーを１００℃前後まで冷却すると、これらの不純物はテレフタル酸結晶の中に取り込まれ、高純度のテレフタル酸結晶を得ることが困難になる。従って、液相酸化反応後、高純度のテレフタル酸をスラリーから分離する際、高温・加圧の条件下において行うことが必要となる。
【０００４】
スラリーからテレフタル酸結晶を分離する方法として最も一般的に用いられているのは遠心分離法であり、液相酸化反応後のスラリーまたは精製処理後のスラリーの場合にも遠心分離法が使用されている。しかし、遠心分離中又は遠心分離後において結晶のリンスが困難であり、また、結晶への分散媒付着量が多くなり易いという問題がある。
【０００５】
一方、前記テレフタル酸結晶のスラリーから前記不純物を除去する方法として、近年、重力によるテレフタル酸結晶の沈降作用を利用した、置換塔による分散媒の置換方法が提案されている（特許文献１参照）。さらに、置換塔内流体のチャンネリングやバックミキシングを回避して分散媒の置換効率を高めるために、置換塔の内部に棚段を設置することが提案されている（特許文献２参照。）。しかしながら、スラリーを扱い、しかも重力沈降を利用した置換塔で棚段を設けることは、棚への堆積、開孔部の閉塞やバルキングを起こし易く、運転の安定化には多大な労力を要するなどの多くの困難を伴うため、置換効率を高めるためには、さらなる改良の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明者らは、置換塔の下部に攪拌装置を設け、更に下部領域におけるスラリー中のテレフタル酸含有量を中間部領域におけるスラリー中のテレフタル酸含有量よりも高くすることにより、棚段を必要としないシンプルな構造で、且つ高い置換効率を持つ置換塔を過去に提案した（特許文献３参照。）。しかしながら該置換塔では、（ｉ）テレフタル酸結晶と第一分散媒からなるスラリーの導入口、（ii）第二分散媒導入口、（iii）テレフタル酸結晶と第二分散媒からなる置換スラリーを抜き取る排出口、（iv）第一分散媒を抜き取る排出口、の四つの出入口があるために流量管理が非常に煩雑であり、高い置換効率を維持しながら安定して運転を継続することが困難であった。特に置換塔の内径が１ｍ以上の実装置サイズの置換塔になると、分散媒の置換効率を高く維持することがより一層困難であった。
【０００７】
更に本発明者らは、該置換塔において、置換塔内の垂直方向の温度分布における急激な温度変化ゾーンの位置をコントロールすることにより、置換塔を安定に運転する方法を提案した（特許文献４参照。）。しかし、温度変化ゾーンの位置を運転条件の指標とすることにより運転状態は安定するが、さらに高い置換効率が望まれているのが現状であり、その方法については記載されていない。
【０００８】
攪拌軸が下部壁を貫通して攪拌槽下部に伸びる攪拌機については、芳香族カルボン酸の製造における酸化反応器や晶析槽に用いることが知られている（特許文献５および６参照。）。槽上部に駆動装置があり、槽上壁を貫通した攪拌軸が酸化反応器や晶析槽の全長にわたり設けられている従来の攪拌機と比べて、攪拌機の構造が簡単にして小型化でき、振動や駆動動力を小さくすることができる、更に酸化反応器や晶析槽の上部スペースを有効に利用できることが利点とされているが、分散媒置換塔に適用することについては記載されていない。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５５−８７７４４号公報
【特許文献２】特開昭５７−５３４３１号公報
【特許文献３】特開平８−２３１４６５号公報
【特許文献４】特開平１０−４５６６７号公報
【特許文献５】特開２０００−４４５１０号公報
【特許文献６】特開２００２−２７５１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の目的は、棚段を必要としないシンプルな構造の置換塔を用いて高純度のテレフタル酸を製造する方法であって、スラリー中の分散媒の置換効率を極めて高く維持することで、得られるテレフタル酸の品質、特に色相値を低くすることができ、且つ安定して運転を継続し得るテレフタル酸の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記目的を解決するため鋭意検討を重ねた結果、特定条件下において置換塔による分散媒の置換を行なうことにより、極めて高い置換効率を得ることができ、且つ容易に管理できることを見出し、本発明に到達した。
【００１２】
即ち本発明は、第一分散媒およびテレフタル酸結晶を含有するスラリー（以下、原スラリーと称する。）の分散媒を、置換塔を用いて置換する置換工程を含有するテレフタル酸の製造方法において、
該置換塔内部の混合液が、上部領域［原スラリー導入口より上の領域。］、中間部領域［原スラリー導入口から後記境界領域の上面までの領域。］、境界領域［中間部領域と後記下部領域の間の領域。］、および下部領域［境界領域下面より下の領域。］を構成しており、且つ下記条件（１）〜（３）
条件（１）：置換塔の内径が１〜７ｍ、
条件（２）：中間部領域の高さＬＡが置換塔の内径の０．３〜４倍、
且つ高さＬＢ（境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さ、または攪拌羽根を使用しない場合、境界領域の下面から置換塔の下部タンジェンシャルラインまでの高さ。）が置換塔の内径の０．３〜１．５倍、
条件（３）：境界領域の高さＬが０．１〜１ｍ、
を満たし、
該置換塔の上部領域下面から原スラリーを導入し、第二分散媒を該置換塔の下部領域へ導入し、該置換塔の上部領域から主に第一分散媒を抜き取りながら、該置換塔の下部領域からテレフタル酸結晶および第二分散媒を含有するスラリー（以下、置換スラリーと称する。）を抜き取る操作を下記条件（４）に従いながら行なう、前記置換工程を含有するテレフタル酸の製造方法である。
条件（４）：１５≦Ｘ≦５００
［式中、Ｘは境界領域における単位高さ当たりのテレフタル酸含有量の変化量（質量％／ｍ）を表し、式（ＣＢ−ＣＡ）／Ｌで示される。かかるＣＡは中間部領域の中間位置におけるテレフタル酸含有量（質量％）を表し、ＣＢは下部領域の中間位置におけるテレフタル酸含有量（質量％）を表し、Ｌは境界領域の高さ（ｍ）を表す。］
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、ｐ−フェニレン化合物の液相酸化反応、粗テレフタル酸の接触水素化処理、再結晶処理などにより得られたテレフタル酸結晶のスラリーから不純物を効率良く除去し、高純度で品質の良い、特に色相値の低いテレフタル酸を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る、第一分散媒およびテレフタル酸（以下、ＴＡと略称することもある。）結晶を含有するスラリー（以下、原スラリーと称する。）の分散媒を、置換塔を用いて置換する置換工程を含有するテレフタル酸の製造方法は、
該置換塔内部の混合液が、上部領域［原スラリー導入口より上の領域。］、中間部領域［原スラリー導入口から後記境界領域の上面までの領域。］、境界領域［中間部領域と後記下部領域の間の領域。］、および下部領域［境界領域下面から攪拌装置の攪拌羽根もしくは置換塔の下部タンジェンシャルラインまでの領域。］を構成しており、且つ下記条件（１）〜（３）
条件（１）：置換塔の内径が１〜７ｍ、
条件（２）：中間部領域の高さＬＡが置換塔の内径の０．３〜４倍、
且つ下部領域の高さＬＢが置換塔の内径の０．３〜１．５倍、
条件（３）：境界領域の高さＬが０．１〜１ｍ、
を満たし、
該置換塔の上部領域下面から原スラリーを導入し、第二分散媒を該置換塔の下部領域へ導入し、該置換塔の上部領域から主に第一分散媒を抜き取りながら、該置換塔の下部領域からＴＡ結晶および第二分散媒を含有するスラリー（以下、置換スラリーと称する。）を抜き取る操作を下記条件（４）に従いながら行なう、前記置換工程を含有するＴＡの製造方法である。
条件（４）：１５≦Ｘ≦５００
［式中、Ｘは境界領域における単位高さ当たりのＴＡ含有量の変化量（質量％／ｍ）を表し、式（ＣＢ−ＣＡ）／Ｌで示される。かかるＣＡは中間部領域の中間位置におけるＴＡ含有量（質量％）を表し、ＣＢは下部領域の中間位置におけるＴＡ含有量（質量％）を表し、Ｌは境界領域の高さ（ｍ）を表す。］
【００１５】
原スラリーは、ｐ−フェニレン化合物の液相酸化反応により得られるＴＡ結晶を含有するスラリーを使用できる。
以下、該液相酸化反応について簡単に説明する。
【００１６】
液相酸化反応とは、例えば、少なくとも重金属化合物及び臭素化合物からなる触媒並びに水分濃度約１〜１５質量％の含水酢酸の存在下に、分子状酸素含有ガスを用いてｐ−フェニレン化合物を反応させる方法が挙げられる。ここで、ｐ−フェニレン化合物とは、ベンゼンの１位及び４位に置換基を有する化合物のことであり、かかる置換基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などのアルキル基などが挙げられる。特に、ｐ−フェニレン化合物としてはｐ−キシレンが好ましい。
【００１７】
触媒成分の１つである重金属化合物としては、コバルト化合物及びマンガン化合物の内の少なくとも１種が必須であり、必要に応じて更にニッケル化合物、セリウム化合物、ジルコニウム化合物などを一緒に使用してもよい。コバルト化合物、マンガン化合物、ニッケル化合物、セリウム化合物、ジルコニウム化合物としては、それぞれの金属の有機酸塩、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などが挙げられるが、特に酢酸塩及び臭化物が好適に用いられる。かかる重金属化合物の具体例としては、酢酸コバルト、水酸化コバルト、フッ化コバルト、塩化コバルト、臭化コバルト、ヨウ化コバルト、炭酸コバルト、酢酸マンガン、水酸化マンガン、フッ化マンガン、塩化マンガン、臭化マンガン、ヨウ化マンガン、炭酸マンガン、酢酸ニッケル、水酸化ニッケル、フッ化ニッケル、塩化ニッケル、臭化ニッケル、ヨウ化ニッケル、炭酸ニッケル、酢酸セリウム、水酸化セリウム、フッ化セリウム、塩化セリウム、臭化セリウム、ヨウ化セリウム、炭酸セリウム、酢酸ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム、炭酸ジルコニウムなどが挙げられる。
【００１８】
また、触媒成分の１つである臭素化合物としては、反応系で含水酢酸に溶解し、臭化物イオンを発生するものであればいかなるものでもよく、例えば臭化水素、臭化ナトリウム、臭化コバルトなどの無機臭素化合物、及びブロモ酢酸、テトラブロムエタンなどの有機臭素化合物が挙げられる。これらの中でも、臭化水素、臭化コバルト、臭化マンガンが好適に用いられ、臭化水素を水溶液に溶解した臭化水素酸を使用することがより好ましい。
【００１９】
液相酸化反応の反応温度は、好ましくは１６０〜２３０℃であり、より好ましくは１８０〜２１０℃である。反応圧力は、上記反応温度において反応系が液相を保持できる圧力であればよく、通常０．７８〜３．０４ＭＰａであることが好ましく、０．９８〜１．８６ＭＰａであることがより好ましい。
分子状酸素含有ガスとしては、例えば空気、不活性ガスにて希釈された酸素、酸素富化空気が挙げられるが、設備面及びコスト面から、通常、空気が好ましい。
【００２０】
以上の方法により得られるＴＡ結晶を含有するスラリーを、本発明の原スラリーとして利用することができる。また、かかる液相酸化反応により得られる粗ＴＡに、公知の接触水素化処理（例えば、特公昭４１−１６８６０号公報参照）、脱カルボニル化処理（例えば、米国特許第３４５６００１号参照）、酸化処理（例えば、特公昭５２−４６２１２号公報参照）、再結晶処理（例えば、特開昭４９−１０２６３６号公報参照）、高温浸漬処理（例えば、特開昭５４−９０１３６号公報参照）などの公知の精製処理を行なって得られるスラリーを原スラリーとして用いることもできる。
【００２１】
本発明では、原スラリー中のＴＡの含有量は、通常、２０〜４５質量％であることが好ましく、３０〜４０質量％であることがより好ましい。また、原スラリーは、１４０〜２４０℃で置換塔へ導入することが好ましく、１７０〜２１０℃で導入することがより好ましく、１８０〜２００℃で導入することがさらに好ましい。
【００２２】
第一分散媒としては特に制限は無いが、水または含水酢酸を好ましく使用でき、含水酢酸の水分濃度は、１〜１５質量％であることが好ましい。特に、前記液相酸化反応後のスラリーをそのまま原スラリーとして使用する場合、水分濃度約１〜１５質量％の含水酢酸が第一分散媒となる。この場合、かかる第一分散媒は不純物を含有しており、該不純物とは、具体的には４−カルボキシベンズアルデヒドやパラトルイル酸等の酸化反応中間体、安息香酸等の副生成物、および種々の着色性不純物などである。
一方、第一分散媒と置換させる第二分散媒としては、通常、水または含水酢酸が好ましく、特に含水酢酸の水分濃度は、１〜１５質量％であることが好ましい。該第二分散媒は、本発明の目的上、充分に精製したものを使用することが好ましい。また、該第二分散媒は、好ましくは６０〜２２０℃、より好ましくは１００〜２００℃、さらに好ましくは１４０〜１８０℃で置換塔へ導入する。第二分散媒の温度は、原スラリーの温度よりも低くすると、後述する下部領域のスラリー比重が原スラリーの比重より高くなり、本発明を安定して実施できる傾向にあるため好ましい。
【００２３】
置換塔の上部領域は、原スラリーの導入口より上の領域を指し、主に第一分散媒（第二分散媒を含有しうる。）からなる液相となっており、上部領域下面から導入する原スラリーの第一分散媒が残存した状態となっている（原スラリー中のＴＡ結晶は、後述の中間部領域及び下部領域へ沈降していく。）。この第一分散媒を上部領域から連続的または断続的に抜き取ることにより、原スラリー中の前記不純物を第一分散媒と共に抜き取ることになる。第一分散媒の抜き取り操作を効率良く行なうため、原スラリーの導入口は、塔頂から第一分散媒の抜き取り口の高さより下にまで伸ばしておくことが好ましい。原スラリー中の第一分散媒の導入流量と第一分散媒の抜き取り流量の比は、単位時間当たりの質量比で、原スラリー中の第一分散媒の導入流量：第一分散媒の抜き取り流量＝１：１〜１：１．５を目安とすることが好ましく、１：１．０１〜１：１．２を目安とすることがより好ましい。
なお、導入口は、原スラリーの分散状態の観点から、筒状であることが好ましい。また、原スラリーと第二分散媒の接触効率を高める観点から、導入口の開口部は下向きに設置されていることが好ましい。さらに、開口部の正面に液流分散用の分散板（遮蔽板）を設置することが好ましい。該分散板により、原スラリーが置換塔内に広く且つ均一に導入され、分散媒の置換操作をより効率良く行なうことができる。
【００２４】
原スラリーの導入口から下の中間部領域は、上部領域下面から導入された原スラリー中のＴＡ結晶が重力に任せ、後述の下部領域へ向けて自由沈降する領域である。該中間部領域の温度は７０〜２３０℃であることが好ましく、１００〜２２０℃であることがより好ましく、１５０〜２００℃であることがさらに好ましい。
下部領域は、中間部領域から沈降してきたＴＡ結晶が第二分散媒と混合され、均一な分散状態となる領域である。該下部領域の温度は６０〜２２０℃であることが好ましく、１００〜２００℃であることがより好ましく、１５０〜１８０℃であることがさらに好ましい。
【００２５】
置換塔の下部領域には、第二分散媒の導入口を備え、該第二分散媒で置換されてなる置換スラリーの抜き取り口も備える。さらに、攪拌装置を使用する場合、下部タンジェンシャルライン付近またはそれより下方に設置することが好ましい。第二分散媒はＴＡ結晶を含まず低比重であることから、第二分散媒と置換スラリーとを充分に混合させるためには、第二分散媒の導入口は下部領域の下方に設置することが好ましい。また、置換スラリーは高比重であるため、置換スラリーの抜き取り口も下部領域の下方が好ましく、第二分散媒の導入口からできるだけ離して設置することが好ましい。
なお、かかる第二分散媒の導入流量と置換スラリー中の第二分散媒の抜き取り流量の比は、単位時間当たりの質量比で、第二分散媒の導入流量：置換スラリー中の第二分散媒の抜き取り流量＝１：１〜１．５：１を目安とすることが好ましく、１．０１：１〜１．２：１を目安とすることがより好ましい。
【００２６】
前記攪拌装置により下部領域を攪拌し、且つ第二分散媒の導入流量及び置換スラリーの抜き取り流量を調節して、下部領域におけるＴＡ含有量（ＣＢ）［下部領域の中間位置にて測定する。］を中間部領域におけるＴＡ含有量（ＣＡ）［中間部領域の中間位置にて測定する。］より高くすることで、中間部領域と下部領域の間に境界領域が形成される。ここで、ＣＡは、通常１〜４０質量％が好ましく、３〜２０質量％がより好ましい。また、ＣＢは、ＣＡ以上で、且つ、６〜５１質量％が好ましく、１０〜４５質量％がより好ましい。かかる境界領域の存在により、第一分散媒が境界領域を越えて第二分散媒と混じり合い難い状態となり、結果として高い置換効率を維持できる。高い置換効率を得るためには、下部領域のＴＡ含有量を中間部領域のＴＡ含有量より５質量％以上高くすることが好ましい。また、該境界領域の位置は、第二分散媒の導入流量を増加させるか、または置換スラリーの抜き取り流量を減少させることにより高くすることができる。境界領域の位置を一定の高さ以上に調整することにより、置換効率を保持・向上させることができる。
【００２７】
攪拌装置は、実質的に下部領域内を均一化する装置であれば特に制限は無い。種々の攪拌羽根付き攪拌機でも、下部領域に混合流を生ぜしめる外部循環装置を使用しても構わない。攪拌羽根としてはプロペラ翼、タービン翼、パドル翼、ディスクタービン翼、傾斜パドル翼等を例示することができる。外部循環装置を使用する場合、置換塔の外部に循環パイプを設置し、下部領域の内液を抜き取り、循環ポンプを通して下部領域内に戻すことになる。この外部循環の途中に、更に攪拌翼による攪拌装置を介在させることも好ましい。また、攪拌を助勢するため置換塔下部にバッフルを入れることも好ましい。攪拌羽根を有する攪拌機では、酸化反応器や晶析槽のように槽全体を攪拌する必要が無いため、攪拌羽根が二段、三段である必要は無く、また下部領域という一部の領域を攪拌するだけなので強い攪拌動力を必要としない。
【００２８】
本発明において、原スラリーの第一分散媒を第二分散媒に置き換える作用は、境界領域において発現する。より高く且つ安定な置換効率を得るためには、境界領域を安定に形成することが必要になる。この観点から、撹拌装置が攪拌羽根付き攪拌機の場合、例えば攪拌羽根を支えている攪拌軸が、置換塔の上部から境界領域を突き抜けて下部領域まで伸びている状態は好ましくない。このように境界領域に攪拌軸が存在すると、境界領域が不連続になり、攪拌軸の回転の影響、攪拌軸の振動、攪拌軸を介する熱移動の影響、攪拌軸の壁としての影響、更には攪拌軸にＴＡ結晶が付着する影響などのために境界領域が乱され、境界領域を安定化することが困難になる。そのため、境界領域に接することのない、置換塔の下側に設置された攪拌装置で攪拌することや、外部循環装置を使用することが好ましい。
【００２９】
中間部領域と下部領域に温度差をつけることも、境界領域の形成に有効となる。これは分散媒である酢酸や水は温度が高いほど比重が小さくなるからであり、中間部領域の温度を下部領域より高くすると、境界領域において分散媒の移動が少なくなり、境界領域が安定化する。そこで、中間部領域の温度は、下部領域の温度より３℃以上高いことが好ましく、５℃以上高いことがより好ましく、１０℃以上高いことがさらに好ましい。中間部領域の温度は原スラリーの入熱量と第二分散媒の上昇流量分の入熱量により決まり、下部領域の温度は第二分散媒の入熱量と置換塔を沈降するＴＡ結晶の持つ熱量により決まる。
【００３０】
第二分散媒の導入流量及び置換スラリーの抜き取り流量の調節により、置換スラリーのＴＡ含有量の制御が可能である。これらの流量の調節は、安定運転を行なう上で重要であり、第二分散媒導入流量及び置換スラリー抜き取り流量の調節が、下部領域のＴＡ含有量と中間部領域のＴＡ含有量の相対的関係に影響し、結果として分散媒の置換効率及び置換スラリーの取り扱いの難易に関係する。かかる中間部領域のＴＡ含有量は、置換塔におけるＴＡ結晶の処理量によって決まる。ＴＡ結晶の処理量とは、原スラリーとして置換塔に導入されたＴＡ結晶導入量を、置換塔の中間部領域の断面積で除したものである。また、下部領域のＴＡ含有量は、置換塔下部に設置した攪拌装置による攪拌と第二分散媒導入流量及び置換スラリーの抜き取り流量により、均一な含有量のスラリーとして存在し得る範囲で任意に設定できる。
【００３１】
本発明に用いる置換塔は、商業規模のＴＡ製造に用いられる装置であり、その内径は１〜７ｍの範囲［条件（１）］である。置換塔の処理能力は、主として単位断面積当りのＴＡ結晶処理量で決まるため、ＴＡ製造設備の生産能力に応じて置換塔の内径を決めればよい。処理能力以上のＴＡ結晶を処理しようとすると、中間部領域におけるＴＡ結晶の自由沈降が阻害され、置換効率が低下する。
置換塔の形状は円筒が好ましく、上鏡部及び下鏡部については、球形、楕円形又は円錐形等を例示することができ、特に下鏡部については下部領域を均一な分散状態にし易い楕円形であることが好ましい。本発明で使用する置換塔は、棚段などを必要としないため、ＴＡ結晶の堆積や閉塞の恐れがない。但し、本発明では、必ずしも棚段の設置を否定するわけではない。
なお、置換塔の運転温度は、運転圧力下での各分散媒の沸点以下の温度であればよい。
【００３２】
置換塔の中間部領域の高さＬＡ（ｍ）は、原スラリーの導入位置（原スラリーの導入口の位置）から境界領域の上面までの距離を意味する。
境界領域を安定にするためには、置換塔内に導入されたＴＡ結晶が自由沈降することが可能な距離を保つことが必要である。そこで、高さＬＡ（ｍ）は、置換塔の内径の０．３〜４倍の範囲にする必要があり［条件（２）］、好ましくは置換塔の内径の０．５〜２．２倍である。ＬＡ（ｍ）が置換塔の内径の０．３倍未満であると、ＴＡ結晶が自由沈降できず、さらに原スラリーの導入口から飛び出す原スラリーの勢いで境界領域を乱し、置換効率が低下してしまう傾向にある。一方、ＬＡ（ｍ）が置換塔の内径の４倍を超えると、置換塔が非常に大きくなるため、実装置化が困難となる。
【００３３】
本発明において高さＬＢ（ｍ）は、前述の通り、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの距離に相当するか、または外部循環装置を利用する場合など、攪拌羽根を使用しない場合、境界領域の下面から置換塔の下部タンジェンシャルラインまでの距離に相当する。なお、下部タンジェンシャルラインとは、置換塔の直胴部と下部鏡部の境界線のことを言う。
境界領域を安定にするためには、ＴＡ含有量の高い下部領域においてＴＡ結晶が均一に分散した状態を保ちつつ、境界領域が揺らいだり波打たないように維持することが必要である。
そこで、高さＬＢ（ｍ）は、置換塔の内径の０．３〜１．５倍の範囲にする必要があり［条件（２）］、好ましくは置換塔の内径の０．５〜１倍の範囲である。高さＬＢ（ｍ）が置換塔の内径の０．３倍未満であると、攪拌羽根を使用している場合には攪拌羽根からの吐出流や旋廻流が境界領域に影響を与えて境界領域が乱れてしまうため、置換効率が低下する。また、外部循環装置を使用している場合には、循環ラインの戻り位置を下げる必要が生じ、循環ライン戻り口から循環された吐出流が置換スラリーの抜き取りに悪影響を与えるため、下部領域内のＴＡ含有量を均一に保つことができなくなり、その結果、置換効率が低下する。一方、高さＬＢ（ｍ）が置換塔の内径の１．５倍を超えると、下部領域内の攪拌効率が低下して、下部領域内のＴＡ結晶が不均一に分散し、その結果、置換効率が低下する。また、外部循環装置を使用している場合には、置換塔が非常に大きくなり、実装置化が困難となり好ましくない。
【００３４】
本発明では、置換塔内部の混合液にて、中間部領域と下部領域との間に、境界領域が発生している。かかる境界領域の位置は、原スラリーの導入流量とＴＡ含有量、第二分散媒の導入流量、並びに置換スラリーの抜き取り流量およびＴＡ含有量によって定まる。
境界領域の高さＬは、置換塔の内径、中間部領域と下部領域のＴＡ含有量の差、中間部領域と下部領域の温度差、ＴＡ結晶の粒径などにより定まる。高い置換効率を得るためには、適宜前記条件を定めることにより、境界領域の高さＬが０．１〜１ｍの範囲［条件（３）］となるようにする必要がある。
【００３５】
本発明は、置換効率を極めて高くするために、境界領域における単位高さ当たりのＴＡ含有量の変化量Ｘ（質量％／ｍ）が下記条件（４）を満たすようにする必要がある。
条件（４）：１５≦Ｘ≦５００
［式中、Ｘは、式（ＣＢ−ＣＡ）／Ｌで示される。かかるＣＡ、ＣＢおよびＬは前述の通りである。］
【００３６】
Ｘは、境界領域を挟んで中間部領域のＴＡ含有量と下部領域のＴＡ含有量がどれだけ変化しているかを意味している。Ｘが１５未満であると、極めて高い置換効率を得ることができない。Ｌの最小値が０．１であり、ＣＡとＣＢそれぞれの好ましい範囲を考慮すると、差（ＣＢ−ＣＡ）の最大値が５０となることから、変化量Ｘの最大値は、現実的な値である５００とした。
Ｘは、好ましくは１６〜５００の範囲であり、より好ましくは３０〜４００の範囲であり、さらに好ましくは３０〜２００の範囲である。前記の第二分散媒の導入流量および置換スラリーの抜き取り流量を調節することにより、変化量Ｘを上記の範囲に保つようにすることができる。
【００３７】
本発明の置換塔では、該置換塔の下から上に向かって第二分散媒の微弱な流れを設けることが好ましい。これは、第一分散媒が置換塔の下部領域にまで拡散することを防ぐためである。第二分散媒の下から上への流れの速度は、第二分散媒の上昇流量を置換塔の断面積で除した「上昇線速度（空塔基準）」で示される。かかる上昇線速度は、０．０１〜１．２ｍ／ｈであることが好ましく、０．３〜１．２ｍ／ｈであることがより好ましく、０．６〜１ｍ／ｈであることがさらに好ましい。
【００３８】
以下、本発明に用いる装置および分散媒置換方法の一例について、図１〜３を用いて簡潔に説明する。なお、原スラリーは、ｐ−フェニレン化合物の液相酸化反応、または粗テレフタル酸を精製処理して得られたテレフタル酸結晶を含有するスラリーである。
【００３９】
図１参照：
原スラリー槽８から、原スラリー送液ポンプ１２により原スラリー導入口３を経由して原スラリーを置換塔１へ導入する。この際、原スラリー導入口３の先端に位置する分散板４により、原スラリーは置換塔内に散布される。
散布された原スラリーの内、ＴＡ結晶は概ね置換塔１の下方へ沈降していき、第一分散媒および微細なＴＡ結晶粒子については、第一分散媒抜き取り口５から抜き取り、第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９に溢流する。
図２参照：
分散されたＴＡ結晶は、中間部領域２３を自由沈降していき、下部領域２４まで沈み、置換塔の下部タンジェンシャルライン付近に設置した攪拌装置１３により攪拌される。これにより、下部領域２４はＴＡ含有量が均一であり、且つ中間部領域２３よりＴＡ含有量が高い状態となる。
図１参照：
第二分散媒は、第二分散媒槽１１より第二分散媒送液ポンプ１４を経由し、置換塔下部側面の第二分散媒導入口６から導入される。また、下部領域のスラリーを置換スラリー抜き取り口７から抜き取り、抜き取った置換スラリーを置換スラリー槽１０へ送る。
図２参照：
以上の操作を実施する際、境界領域２５が中間部領域２３と下部領域２４の間に発現する。この境界領域は、中間部領域２３に接する上面２６と下部領域２４に接する下部端面２７が存在し、ある一定範囲の高さＬを有している。
【００４０】
図３参照：
外部循環装置を用いる場合、置換スラリー抜き取り口７から抜き取った置換スラリーを攪拌ポンプ２８で循環させて循環ラインの戻り口２９より下部領域に置換スラリーを戻す。これにより、下部領域２４はＴＡ含有量が均一であり、且つ中間部領域２３よりＴＡ含有量が高くなる。この循環する置換スラリーの一部を抜き取って、置換スラリー槽１０へ送る。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例で求めた分散媒の置換率は、原スラリー分散媒中に副生成物として含まれる安息香酸量に対する、置換されて第一分散媒抜き取り口５より溢流した分散媒中に含まれる安息香酸量を求めたものである。
また、テレフタル酸の色相値（ＯＤ３４０）の測定は以下の通りに実施した。
＜テレフタル酸の色相値（ＯＤ３４０）の測定方法＞
以下の仕様の分光光度計を用いて色相値を測定した。
機種：分光光度計Ｕ−３０１０（株式会社日立ハイテクノロジーズ製）
波長：３４０ｎｍ
セル：石英製、光路長５０ｍｍ
測定方法：ＴＡ結晶３．２ｇを試料とし、２ｍｏｌ／Ｌの水酸化カリウム水溶液４０ｍｌに溶解し、得られる溶液をセルに入れて３４０ｎｍにおける吸光度を測定する。但し、試料の溶解時に沈殿がある場合は、遠心分離にて沈降させ、上澄み液をセルに入れて吸光度を測定する。
【００４２】
（製造例１）
含水酢酸中、ｐ−キシレンをコバルト、マンガンおよび臭素からなる触媒の存在下、空気により液相酸化反応（反応温度２００℃、反応圧力１６気圧）させて粗ＴＡスラリー（ＴＡ含有量３４質量％、第一分散媒である含水酢酸の水分濃度１１質量％）を得、得られた粗ＴＡスラリーを、直列に連結された晶析槽へ導いて順次放圧し、１９０℃まで冷却してから原スラリー槽８に供給した。
【００４３】
（実施例１）
図１の設備を用い、垂直方向に長い構造をしている内径１．５ｍのチタン製筒状塔を置換塔１とした。
第二分散媒としての水を、第二分散媒送液ポンプ１４を用いて置換塔の下部領域へ導入した。その途中、熱交換器１５で１６０℃に加熱した。置換塔１を満液状態にして、第一分散媒抜き取り口５より水を溢流させ、同時に攪拌装置１３を作動させた。
次に、原スラリー送液ポンプ１２を用いて、製造例１で製造した原スラリーの導入を開始した。この際、原スラリーは、熱交換器１７により１９０℃に加熱してから置換塔１へ導入した。置換塔１の下方に、ＴＡ含有量の高い下部領域２４が形成されたのを確認してから、置換スラリーの抜き取りを開始した。
【００４４】
各導入流量および抜き取り流量は以下の通りとした。
原スラリーの導入流量      ：１３．９０ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：  ９．９３ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：１０．４０ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：１３．４２ｔ／ｈ
【００４５】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３４．１質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は３３．６質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．６３ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは３ｍ、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さＬＢは０．９ｍ、境界領域の高さＬは０．３ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは７．９質量％であり、温度は１６９〜１８５℃（中間位置：１８０℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは３３．６質量％であり、温度は１６３℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は２５．７（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は８６であった。
【００４６】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。また、置換スラリーは晶析工程を経て遠心分離機やロータリーバキュームフィルター等を用いる固液分離工程に送られ、ＴＡのウェットケーキと母液に分離され、該ウェットケーキを乾燥してＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
＜表１＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値  
４          ９５．６          
６          ９５．８          
８          ９５．９          
１０          ９５．７      １．２０
【００４８】
（実施例２）
実施例１において、各導入流量および抜き取り流量を以下のように変更した以外は実施例１と同様に実験を行なった。
原スラリーの導入流量      ：１４．１９ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：  ６．５８ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：１０．７１ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：１０．０６ｔ／ｈ
【００４９】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３３．５質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は４５．０質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．６６ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは３ｍ、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さＬＢは０．９ｍ、境界領域の高さＬは０．２５ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは７．８質量％であり、温度は１７３〜１８５℃（中間位置：１８１℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは４５．０質量％であり、温度は１６５℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は３７．２（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は１４９であった。
【００５０】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。実施例１と同様にしてＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表２に示す。
【００５１】
＜表２＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値  
４          ９８．３            
６          ９８．０            
８          ９８．２            
１０          ９８．１      １．０８
【００５２】
（実施例３）
実施例１において、各導入流量および抜き取り流量を以下のように変更した以外は実施例１と同様に実験を行なった。
原スラリーの導入流量      ：１４．００ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：２０．９１ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：１０．４９ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：２４．４２ｔ／ｈ
【００５３】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３４．０質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は１８．６質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．６４ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは３ｍ、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さＬＢは０．９ｍ、境界領域の高さＬは０．３ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは８．０質量％であり、温度は１６４〜１８５℃（中間位置：１７９℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは１８．６質量％であり、温度は１６１℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は１０．６（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は３５であった。
【００５４】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。実施例１と同様にしてＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表３に示す。
【００５５】
＜表３＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値  
４          ９４．６            
６          ９４．９            
８          ９４．７            
１０          ９４．８      １．３１
【００５６】
（実施例４）
実施例１において、各導入流量および抜き取り流量を以下のように変更した以外は実施例１と同様に実験を行なった。
原スラリーの導入流量      ：１３．９８ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：２８．２３ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：１０．４９ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：３１．７２ｔ／ｈ
【００５７】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３３．８質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は１４．２質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．６３ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは３ｍ、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さＬＢは０．９ｍ、境界領域の高さＬは０．３５ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは８．０質量％であり、温度は１６４〜１８５℃（中間位置：１７９℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは１４．２質量％であり、温度は１６１℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は６．２（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は１８であった。
【００５８】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。実施例１と同様にしてＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表４に示す。
【００５９】
＜表４＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値  
４          ９３．６            
６          ９３．４            
８          ９３．７            
１０          ９３．８      １．４２
【００６０】
（比較例１）
実施例１において、各導入流量および抜き取り流量を以下のように変更した以外は実施例１と同様に実験を行なった。
原スラリーの導入流量      ：１４．０４ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：３２．１８ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：１０．５３ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：３５．６８ｔ／ｈ
【００６１】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３３．７質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は１２．６質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．６３ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは３ｍ、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さＬＢは０．９ｍ、境界領域の高さＬは０．３５ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは７．９質量％であり、温度は１６１〜１８５℃（中間位置：１７７℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは１２．６質量％であり、温度は１６０℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は４．７（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は１３であった。
【００６２】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。実施例１と同様にしてＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表５に示す。
【００６３】
＜表５＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値  
４          ９０．８            
６          ９０．１            
８          ８９．９            
１０          ９０．４      １．７５
【００６４】
（製造例２）
含水酢酸中、ｐ−キシレンをコバルト、マンガンおよび臭素からなる触媒の存在下、空気により液相酸化反応（反応温度２００℃、反応圧力１６気圧）させて得た粗ＴＡスラリーを晶析し、固液分離した後乾燥して粗ＴＡ結晶を得、得られた粗ＴＡ結晶を水溶媒に加熱溶解して接触水素化反応を行い、こうして得られた原スラリーを、直列に連結された晶析槽へ導いて順次放圧し、１６０℃まで冷却してから原スラリー槽８に供給した。
【００６５】
（実施例５）
図１の設備を用い、垂直方向に長い構造をしている内径５ｍのＳＵＳ３１６製筒状塔を置換塔１とした。
第二分散媒としての水を、第二分散媒送液ポンプ１４を用いて置換塔の下部領域へ導入した。その途中、熱交換器１５で１００℃に加熱した。置換塔１を満液状態にして、第一分散媒抜き取り口５より水を溢流させ、同時に攪拌装置１３を起動させた。次に原スラリー送液ポンプ１２を用いて、原スラリーの導入を開始した。この際、原スラリーは、熱交換器１７により１６０℃に加熱してから置換塔１へ導入した。置換塔１の下方に、ＴＡ含有量の高い下部領域２４が形成されたのを確認してから、置換スラリーの抜き取りを開始した。
【００６６】
各導入流量および抜き取り流量は以下の通りとした。
原スラリーの導入流量      ：１０９．９ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：  ８０．６ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：  ７９．４ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：１１１．０ｔ／ｈ
【００６７】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３２．７質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は３２．１質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．３９ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは５．３ｍ、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さＬＢは２．５ｍ、境界領域の高さＬは０．７ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは８．０質量％であり、温度は１０５〜１５５℃（中間位置：１５０℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは３２．１質量％であり、温度は１０３℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は２４．１（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は３４であった。
【００６８】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。実施例１と同様にしてＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表６に示す。
【００６９】
＜表６＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値    
４          ９６．３              
６          ９６．７              
８          ９６．４              
１０          ９６．５      ０．１２５
【００７０】
（比較例２）
実施例５において、各導入流量および抜き取り流量を以下のように変更した以外は実施例５と同様に実験を行なった。
原スラリーの導入流量      ：１１０．０ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：１３０．３ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：  ７９．６ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：１６０．７ｔ／ｈ
【００７１】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３２．７質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は２２．２質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．４０ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは５．２ｍ、境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さＬＢは２．３ｍ、境界領域の高さＬは１．０ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは８．０質量％であり、温度は１０３〜１５５℃（中間位置：１４８℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは２２．２質量％であり、温度は１０２℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は１４．２（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は１４であった。
【００７２】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。実施例１と同様にしてＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表７に示す。
【００７３】
＜表７＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値    
４          ９１．５            
６          ９０．９            
８          ９１．６            
１０          ９１．１      ０．１３９
【００７４】
（実施例６）
図４の設備を用い、原スラリー導入口を、複数個のスラリー導入口が設けられている分散用リング３０に変更し、攪拌軸が塔上部から塔下部へ伸びていること、並びに各導入流量および抜き取り流量を以下のように変更した以外は、実施例１と同様に実験を行なった。
原スラリーの導入流量      ：１３．８９ｔ／ｈ
第二分散媒の導入流量      ：  ９．８９ｔ／ｈ
第一分散媒の抜き取り流量  ：１０．３９ｔ／ｈ
置換スラリーの抜き取り流量：１３．３９ｔ／ｈ
【００７５】
この時、原スラリーのＴＡ含有量は３３．９質量％であり、置換スラリーのＴＡ含有量は３３．５質量％であり、置換塔内部の分散媒の上昇線速度は０．６２ｍ／ｈであった。
置換塔内の垂直方向の温度分布及び置換塔内液のサンプリングの結果により確認したところ、中間部領域の高さＬＡは３ｍ、境界領域の下面から置換塔の下部タンジェンシャルラインまでの高さＬＢは０．９ｍ、境界領域の高さＬは０．３ｍであった。また、中間部領域のＴＡ含有量ＣＡは７．８質量％であり、温度は１６９〜１８５℃（中間位置：１７９℃）であり、下部領域のＴＡ含有量ＣＢは３３．５質量％であり、温度は１６３℃であった。差（ＣＢ−ＣＡ）は２５．７（質量％）であり、境界領域における変化量Ｘ（質量％／ｍ）は８６であった。
【００７６】
１０時間運転を行ない、置換塔１に導入した原スラリーの分散媒中の安息香酸濃度と第一分散媒槽（溢流分散媒槽）９内の分散媒中の安息香酸濃度を分析し、分散媒の置換率を求めた。実施例１と同様にしてＴＡ結晶を得た後、色相値を測定した。結果を表８に示す。
【００７７】
＜表８＞
経過時間（ｈ）  置換率（％）  色相値  
４          ９３．５            
６          ９３．２            
８          ９３．４            
１０          ９３．８      １．４４
【００７８】
表１〜４、６、８より、本発明の方法に従った場合、第一分散媒を高い置換効率で第二分散媒に置換できており、そのため、最終的に得られるテレフタル酸結晶も高純度となり、色相値が低く、テレフタル酸が黄変するのを抑制できた。一方、表５より、境界領域におけるＴＡ含有量の変化率Ｘ（質量％／ｍ）が１５未満となると、置換率が低くなり、色相値が高くなることがわかる。また、表７では、表６と比較すると、置換率が低下し、色相値が高くなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明における置換塔の一例。
【図２】置換塔内の上部領域、中間部領域、境界領域および下部領域、そして攪拌装置の位置関係の一例。
【図３】攪拌が外部循環方式である置換塔の一例であり、境界領域の下部端面と下部タンジェンシャルラインとの位置関係の一例。
【図４】攪拌装置の攪拌軸が境界領域に接触している置換塔の一例。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・・置換塔
２・・・・原スラリー受入れ口
３・・・・原スラリー導入口
４・・・・分散板
５・・・・第一分散媒抜き取り口
６・・・・第二分散媒導入口
７・・・・置換スラリー抜き取り口
８・・・・原スラリー槽
９・・・・第一分散媒槽（溢流分散媒槽）
１０・・・置換スラリー槽
１１・・・第二分散媒槽
１２・・・原スラリー送液ポンプ
１３・・・攪拌装置
１４・・・第二分散媒送液ポンプ
１５・・・熱交換器
１６・・・オンライン密度計
１７・・・熱交換器
１８・・・上部領域
１９・・・中間部領域
２０・・・下部領域
２１・・・境界領域の中間位置
２２・・・上部領域
２３・・・中間部領域
２４・・・下部領域
２５・・・境界領域
２６・・・境界領域の上面
２７・・・境界領域の下面
２８・・・攪拌ポンプ
２９・・・循環ライン戻り口
３０・・・原スラリー導入口（分散用リング）
Ｄ・・・・置換塔の内径
ＬＡ・・・・中間部領域の高さ
Ｌ・・・・境界領域の高さ
ＬＢ・・・・境界領域の下面から撹拌装置の攪拌羽根までの高さ、または攪拌羽根を使用しない場合、境界領域の下面から置換塔の下部タンジェンシャルラインまでの高さ
【図１】
2008239608.tif 000002
【図２】
2008239608.tif 000003
【図３】
2008239608.tif 000004
【図４】
2008239608.tif 000005