(57)【要約】【課題】ウェットケーキの搬送性を改善し、より効率よく乾燥させる方法を提供して、芳香族カルボン酸をより効率よく製造することを目的とする。【解決手段】乾燥機から回収された芳香族カルボン酸の一部を、ウェットケーキに混合して合成ケーキとし、この合成ケーキを乾燥機へ送る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族カルボン酸からなる溶媒中、触媒の存在下で、芳香族アルキル化合物を酸化させて芳香族カルボン酸の一次スラリーを生成させ、上記一次スラリーを固液分離して一次ウェットケーキを回収し、この一次ウェットケーキを乾燥機で乾燥させる乾燥工程に送り、中純度又は粗芳香族カルボン酸を製造する方法において、
上記乾燥機から回収された芳香族カルボン酸の一部を、上記一次ウェットケーキに混合して一次合成ケーキとし、この一次合成ケーキを乾燥工程に送る芳香族カルボン酸の製造方法。
【請求項２】
上記脂肪族カルボン酸が酢酸である、請求項１に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
【請求項３】
芳香族アルキル化合物を酸化させて得られた中純度又は粗芳香族カルボン酸を、水溶媒に溶解させて水溶液とし、上記水溶液を還元工程へ送り、得られた還元処理液を晶析工程に送って芳香族カルボン酸の二次スラリーを生成させ、上記二次スラリーを固液分離して二次ウェットケーキを回収し、この二次ウェットケーキを乾燥機で乾燥させる乾燥工程に送り、高純度の芳香族カルボン酸を製造する方法において、
上記乾燥機から回収された芳香族カルボン酸の一部を、上記二次ウェットケーキに混合して二次合成ケーキとし、この二次合成ケーキを乾燥工程に送る芳香族カルボン酸の製造方法。
【請求項４】
上記芳香族アルキル化合物がｐ−キシレンであり、上記芳香族カルボン酸がテレフタル酸である、請求項１乃至３のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
【請求項５】
上記一次又は二次合成ケーキの含液率が、上記一次又は二次合成ケーキが含有する固形分に対して、１０重量％以下である、請求項１乃至４に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
【請求項６】
上記一次又は二次合成ケーキの含液率が、上記一次又は二次合成ケーキが含有する固形分に対して、８重量％以下である、請求項１乃至４に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
【請求項７】
上記乾燥機が回転型乾燥装置又は流動層乾燥装置のいずれかである、請求項１乃至６のいずれかに記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、芳香族カルボン酸の製造方法に関し、特にテレフタル酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、芳香族カルボン酸の一種であるテレフタル酸は、図２に示すように、酢酸ａからなる溶媒中、原料となるｐ−キシレンｂを酸化反応器２で酸化させて、生成される。生成したテレフタル酸を晶析槽３で晶析させて、一次スラリーｃを得る。この一次スラリーｃから固液分離機４により分離母液ｄを分離して一次ウェットケーキｅを得、これを乾燥機５で乾燥することにより中純度又は粗テレフタル酸ｆが回収される。
【０００３】
さらに、上記の中純度又は粗テレフタル酸ｆを混合槽１１で水溶媒ｇに加熱溶解させて水溶液にする。この水溶液中の不純物である４−カルボキシベンズアルデヒドを水添反応器１２の金属触媒により還元して、水への溶解度が高いパラトルイル酸にし、得られた還元処理液を晶析槽１３で放圧冷却することにより溶解度の低いテレフタル酸を晶析させて二次スラリーｈが得られる。この二次スラリーｈから固液分離機１４で分離母液ｉを固液分離して二次ウェットケーキｊを回収し、これを乾燥機１５で乾燥させることにより高純度テレフタル酸ｋを得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、固液分離した上記一次ウェットケーキｅ又は上記二次ウェットケーキｊを乾燥させるために、各々のウェットケーキを乾燥機５又は１５に導入する際、中に含まれている酢酸や水からなる液体分が多すぎる場合は、乾燥機５又は１５へのウェットケーキの搬送時や乾燥機５又は１５内部でのケーキ処理時においてケーキのハンドリングが悪く、機器に過大な負荷がかかったり、機器接触部にケーキが付着し堆積したりするといった不具合が生じる。このために機器損傷や乾燥能力の低下を招くことがあった。さらには、乾燥機によってはケーキ含液率が高いと乾燥処理そのものが不可能である場合もある。
【０００５】
一方で、通常、固液分離機４又は１４にはロータリーバキュームフィルターや水平ベルトフィルター等の回転濾過器や、デカンター型遠心分離機が用いられるが、いずれも分離ケーキの含液率、つまり固形分に対する液付着率を１０重量％以下にすることは難しく、固液分離機４又は１４の設計変更によって含液率低減を図ると過大な機器増強となる。
【０００６】
そこでこの発明は、ウェットケーキの搬送性を改善し、より効率よく乾燥させることにより、芳香族カルボン酸をより効率よく製造することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、一度ウェットケーキを乾燥機により乾燥させた芳香族カルボン酸の一部を、上記ウェットケーキと混合し、合成ケーキとしたものを乾燥機に導入することによって上記の問題を解決したのである。
【０００８】
一度乾燥させたケーキを混合することにより、単位質量あたりの含液率が減少して、乾燥工程における供給ケーキのハンドリングが改善し、機器への負担が緩和し、また、機器接触部へのケーキ付着及び堆積を抑制することができるので、より効率よく乾燥させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を詳細に説明する。
この発明は、図１に示すように、まず脂肪族カルボン酸Ａからなる溶媒中、原料となる芳香族アルキル化合物Ｂを酸化反応器２２で酸化させ、芳香族カルボン酸を生成させる。この芳香族カルボン酸がテレフタル酸である場合、溶媒である脂肪族カルボン酸Ａには酢酸が好ましく、原料となる芳香族アルキル化合物Ｂにはｐ−キシレンを用いる。生成した芳香族カルボン酸は晶析槽２３で晶析されて、一次スラリーＣが得られる。この一次スラリーＣを固液分離機２４に導入して、分離母液Ｄを分離する一次固液分離工程を行なう。
【００１０】
この一次固液分離工程を経た後の一次ウェットケーキＥには、芳香族カルボン酸だけではなく、まだ多くの溶媒やケーキ洗浄液である脂肪族カルボン酸が含まれている。この一次ウェットケーキＥは乾燥機２５に送られるが、その前に、図１に示すように乾燥機２５から出てきた中純度又は粗芳香族カルボン酸Ｆの一部と混合して、含液率を低下させた一次合成ケーキＥ’とし、この一次合成ケーキＥ’を乾燥機２５で乾燥させる一次乾燥工程に送る。
【００１１】
このようにすることにより、混合により乾燥機２５供給ケーキ量が増加し乾燥機２５の処理量は増加するが、ケーキが含有する液量は一次ウェットケーキＥと一次合成ケーキＥ’ではほぼ変化しないので、混合の有無にかかわらず乾燥工程における所要熱負荷は従来と同等のまま、ケーキの搬送性が改善でき、乾燥工程の機器損傷や乾燥能力の低下を防止できる。なお、ここで用いられる乾燥機には、水蒸気管付き回転乾燥機等の回転型乾燥装置又は流動層乾燥装置がある。
【００１２】
上記の一次ウェットケーキＥは、固形分に対する含液率が、１０重量％以上であり、場合によっては１５重量％以上になることもある。この含液率は低ければ低いほど望ましいが、実際には１０重量％未満にすることは難しい。なお、この発明が適用できる上記含液率は最大でも２０重量％である。それ以上脂肪族カルボン酸を含む場合に、合成ケーキＥ’の含液率を乾燥機２５に導入して負担にならない程度まで低下させるためには、一度乾燥させた中純度又は粗芳香族カルボン酸を大量に混合する必要があるため、製造プロセスの運用上現実的ではなく、別の方法で固液分離しておかなければならない。
【００１３】
また、上記合成ケーキＥ’の、それが含有している固形分に対する含液率は、１０重量％以下であることが望ましく、８重量％以下であることがより望ましい。上記の含液率が１０重量％を超えていると、機器に多大な負荷がかかったり、機器接触部にケーキが付着し堆積したりするといった不具合を十分に解決できない場合がある。
【００１４】
乾燥された上記中純度又は粗芳香族カルボン酸Ｆは、製品として出荷される他、上記の合成ケーキＥ’の一部として用いられ、また、高純度芳香族カルボン酸の材料としても用いられる。
【００１５】
混合槽３１で上記中純度又は粗芳香族カルボン酸Ｆを水Ｇと混合し、水溶液として水添反応器３２に送り、不純物を還元する還元工程を行なう。ここで使用する水添触媒は主に鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金の、周期律表における８族〜１０族元素を用いたものである。製造すべき芳香族カルボン酸がテレフタル酸である場合、上記金属触媒はテレフタル酸を還元することなく、副生成物である４−カルボキシベンズアルデヒドを還元して、水への溶解度が比較的高いパラトルイル酸に変換する。得られた還元処理液を晶析槽３３に送り、ここで上記水溶液を放圧冷却させることで比較的水への溶解度が低い芳香族カルボン酸を晶析させ、二次スラリーＨが得られる。この二次スラリーＨを固液分離機３４に導入し、分離母液Ｉを分離する二次固液分離工程を行なう。
【００１６】
この二次固液分離工程を経た後の二次ウェットケーキＪには、芳香族カルボン酸だけではなく、まだ多くの溶媒である水が含まれている。この二次ウェットケーキＪは乾燥機３５に送られるが、その前に、図１に示すように一度乾燥器３５から出てきた高純度芳香族カルボン酸Ｋの一部と混合して、含液率を低下させた二次合成ケーキＪ’とし、この二次合成ケーキＪ’を乾燥機３５で乾燥させる二次乾燥工程に送る。
【００１７】
このようにすることにより、混合により乾燥機３５供給ケーキ量が増加し乾燥機３５の処理量は増加するが、ケーキに含有される液量は二次ウェットケーキＪと二次合成ケーキＪ’ではほぼ変化しないので、混合の有無にかかわらず乾燥工程における所要熱負荷は従来と同等のまま、ケーキの搬送性が改善でき、乾燥工程の機器損傷や乾燥能力の低下を防止できる。なお、ここで用いられる乾燥機には、水蒸気管付き回転乾燥機等の回転型乾燥装置又は流動層乾燥装置がある。
【００１８】
上記の二次ウェットケーキＪは、それが含有する固形分に対する水の含液率が、１０重量％以上になることがあり、場合によっては１５重量％以上になることもある。この含液率は低ければ低いほど望ましいが、実際には１０重量％未満にすることは難しい。なお、この発明が適用できる上記含液率は最大でも２０重量％である。それ以上水を含む場合に、合成ケーキＪ’の含液率を乾燥機３５に導入して負担にならない程度まで低下させるためには、一度乾燥させた高純度芳香族カルボン酸を大量に混合する必要があるため、製造プロセスの運用上現実的ではなく、別の方法で固液分離しておかなければならない。
【００１９】
また、上記合成ケーキＪ’の、それが含有している固形分に対する含液率は、１０重量％以下であることが望ましく、８重量％以下であることがより望ましい。上記の含液率が１０重量％を超えていると、機器に多大な負荷がかかったり、機器接触部にケーキが付着し堆積したりするといった不具合を十分に解決できない場合がある。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によると、ウェットケーキに、一度乾燥機で乾燥されたケーキを混合することにより、単位質量あたりの含液率が減少されて、乾燥工程における供給ケーキのハンドリングが改善され、機器への負担が緩和され、また、機器接触部へのケーキ付着及び堆積を抑制させることができるので、より効率よく乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】合成ケーキの生成を含む芳香族カルボン酸製造プロセスのフロー図
【図２】従来のテレフタル酸製造プロセスのフロー図
【符号の説明】
１１，３１  混合槽
２，２２  酸化反応器
１２，３２  水添反応器
３，１３，２３，３３  晶析槽
４，１４，２４，３４  固液分離機
５，１５，２５，３５  乾燥機
ａ  酢酸
Ａ  脂肪族カルボン酸
ｂ  ｐ−キシレン
Ｂ  芳香族アルキル化合物
ｃ，Ｃ  一次スラリー
ｄ，Ｄ  一次分離母液
ｅ，Ｅ  一次ウェットケーキ
Ｅ’  一次合成ケーキ
ｆ  中純度又は粗テレフタル酸
Ｆ  中純度又は粗芳香族カルボン酸
ｇ，Ｇ  水
ｈ，Ｈ  二次スラリー
ｉ，Ｉ  二次分離母液
ｊ，Ｊ  二次ウェットケーキ
Ｊ’  二次合成ケーキ
ｋ  高純度テレフタル酸
Ｋ  高純度芳香族カルボン酸
【図１】
2004217595.tif 000002
【図２】
2004217595.tif 000003