(57)【要約】【課題】晶析工程におけるスラリー処理装置が、スラリーを局所的に析出せず確実な動作を確保できるようにすることで、テレフタル酸の製造プラントを一時停止して洗浄する必要がなく、長期間の安定したテレフタル酸の製造を可能とすることである。【解決手段】晶析槽１で放圧冷却によりスラリーの溶媒である水を揮発させ、この溶媒蒸気を加熱源に用いてヒーター７でシール液を加熱して晶析槽の操作温度にできるだけ近づけ、これを液面計９の導管９ｂ、攪拌軸受５に供給してスラリーの局所でのテレフタル酸析出を抑える。スラリー処理装置が、確実な動作を確保できるようになり、テレフタル酸の製造プラントを一時停止して洗浄する煩雑な工程がなく、長期間の安定した高純度テレフタル酸の製造が可能になる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラキシレンを酸化して得られた粗テレフタル酸結晶を水に溶解させ、この水溶液を触媒存在下、水素で還元精製処理し、この処理溶液を晶析槽を用いて放圧冷却によりテレフタル酸結晶を析出させ、得られたスラリーを固液分離して高純度テレフタル酸を製造する高純度テレフタル酸の製造方法において、
この晶析工程におけるスラリー処理装置にシール液を供給するに際し、予め前記シール液を、（装置内スラリー温度−３０）℃以上であって装置内スラリー温度以下の温度範囲に加熱してから供給することを特徴とする高純度テレフタル酸の製造方法。
【請求項２】
加熱が、晶析槽から排出される晶析蒸気を熱源とする加熱である請求項１に記載の高純度テレフタル酸の製造方法。
【請求項３】
晶析槽が、複数の単位晶析槽からなり、それぞれの単位晶析槽から排出される蒸気を熱源にしてシール液を加熱し、これを各単位晶析槽または各単位晶析槽に接続したスラリー配送管の付属装置に供給する請求項１または２に記載の高純度テレフタル酸の製造方法。
【請求項４】
スラリー処理装置が、計器類、攪拌軸受、バルブおよびポンプから選ばれる１種以上の装置である請求項１〜３のいずれかに記載の高純度テレフタル酸の製造方法。
【請求項５】
シール液の加熱が、装置内のスラリー温度より２０℃低い温度以上にする加熱である請求項１〜４のいずれかに記載の高純度テレフタル酸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高純度テレフタル酸の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、高純度テレフタル酸を工業的に製造する場合に、酢酸溶媒中でコバルト、マンガンおよび臭素を含有する触媒の存在下、分子状酸素で原料パラキシレンを液相酸化反応させて得られた粗テレフタル酸を水に溶解させ、この水溶液を触媒存在下、水素で還元精製処理し、この処理溶液を晶析槽を用いて放圧冷却によりテレフタル酸を晶析させ、得られたスラリーを固液分離して高純度テレフタル酸を得る方法が知られている。
【０００３】
上記晶析工程において、テレフタル酸の結晶成分を含有するスラリーは、飽和状態にあるので、温度の低下によって母液中に溶解しているテレフタル酸がさらに析出する。
【０００４】
ところで、晶析槽や下流側のスラリー抜き出しラインには液面計、圧力計、流量計などの計器類やコントロールバルブなどのバルブ類、攪拌軸受、ポンプなどが付設されている。
【０００５】
また、このようなスラリー系の装置には装置内へのスラリー混入防止や回転部の冷却、外部との遮断のために、シール液を供給するようにしており、このようなシール液としてはスラリーの母液と同一成分からなる液体が用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来方法ではシール液の温度管理が充分になされていないために、装置内のスラリーがそれより低温のシール液と直接または間接に接触する場合があり、そのときに局所的に低温となったスラリーにはさらなる析出が生じ、この析出が導管閉塞を招き計器類が誤表示したり、またバルブ類の開閉操作性の不良や、ポンプや攪拌軸受の動作不良を引き起こすという問題が生じる。
また、テレフタル酸の製造装置（プラント）の操作および動作が不良となると、プラントは安定して稼動しなくなくなるので、製造を一時停止して計器類や機器類を洗浄しなければならず、このことが生産性を低下させる要因にもなっていた。
また、テレフタル酸を製造しながら、計器類や機器類に洗浄液を流しても、その間に生産量を下げたり、製造工程の一部を停止したりしなければならなくなるので、いずれにしろ製造効率が低下することは免れない。
【０００７】
ところで、結晶成分を含有するスラリーの移送経路や滞留域に、シール液を随時供給するポンプシール部や軸受などを設置する場合、これらの装置内のシール液を外部熱源のヒーターで適温に加熱すれば、シール液に接したスラリーに析出が起こり難いとも考えられる。
【０００８】
しかし、シール液を外部熱源によるヒーターで加熱すると、シール液の温度がスラリー温度よりかなり低い場合は供給後、直ちに析出を招きかねなく問題を確実に解決するには至らない。
【０００９】
また、晶析工程の操作温度は、析出されるテレフタル酸結晶の粒径や不純物濃度などの品質に関連しており、適宜に設定変更させる場合において、シール液の温度が設定温度に正確に追従しないと、低温のシール液に接したスラリーが晶析を起こして結晶が析出する可能性があり、その場合に計器類が正確に動作しなくなったり、またはバルブやポンプなどの動作不良を招きやすくなる。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して高純度テレフタル酸を製造する場合に、晶析工程においてシール液を供給されるスラリー処理装置が確実な動作を確保できるようにすることで、スラリーが局所的に析出せず、テレフタル酸の製造プラントを一時停止して洗浄する必要がなくなり、長期間の安定したテレフタル酸の製造を可能とすることである。
【００１１】
また、上記の課題の解決するために、別途外部の熱源を用いることなどを必要とせず、高純度テレフタル酸の生産性を低下させない方法とすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、パラキシレンを酸化して得られた粗テレフタル酸結晶を水に溶解させ、この水溶液を触媒存在下、水素で還元精製処理し、この処理溶液を晶析槽を用いて放圧冷却によりテレフタル酸結晶を析出させ、得られたスラリーを固液分離して高純度テレフタル酸を製造する高純度テレフタル酸の製造方法において、この晶析工程におけるスラリー処理装置にシール液を供給するに際し、予め前記シール液を、（装置内スラリー温度−３０）℃以上であって装置内スラリー温度以下の温度範囲に加熱して供給することを特徴とする高純度テレフタル酸の製造方法としたのである。
【００１３】
上記したように構成されるこの発明のテレフタル酸の製造方法では、上記スラリー処理装置に供給されるシール液が所定温度に加熱された状態で供給されるので、スラリーが装置内でシール液と接触しても、スラリーが急激に温度低下せず、そのためにスラリーの析出が起こりづらい。すなわち、装置内のスラリーに局所的な晶析が生じにくいので、上記スラリー処理装置において析出物による誤表示や操作性不良が起こらず、これらは良好に機能する。また、このような計器類や機器類の洗浄などのメンテナンスの機会を少なくできることにより、テレフタル酸の製造効率は高まることになる。
【００１４】
上記の高純度テレフタル酸の製造方法において、加熱が晶析工程で排出される蒸気を熱源に用いた加熱であれば、晶析工程におけるスラリーとシール液の温度差が小さくなり、また、晶析操作温度が変更されてもシール液温度もこれに追従するから、温度差が大きくなることもない。
【００１５】
具体的には、加熱が、シール液の温度を被処理のスラリー温度−２０℃以上に調節する加熱であることがより好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態を以下に詳細に説明する。製造されるテレフタル酸は、特にパラキシレンを酸化した粗テレフタル酸を精製して製造する高純度テレフタル酸である。
【００１７】
この発明に用いるテレフタル酸の製造に用いる溶媒は、酢酸であり、この溶媒の使用量は、通常、原料となるパラキシレンに対して２〜６重量倍である。また酢酸溶媒は、若干量の水、具体的には１０重量％以下の水を含有しているものでも使用できる。
【００１８】
パラキシレンを酸化するには、分子状の酸素含有ガスを用いるが、通常は空気が用いられ、その他に希釈空気、酸素富化空気なども使用できる。
【００１９】
酸化触媒としては、第８族金属であるコバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）及び臭素（Ｂｒ）を構成元素として含む触媒であり、このような触媒成分の具体的な化合物としては、酢酸コバルト、酢酸マンガン、臭化水素などが例示される。
【００２０】
粗テレフタル酸を製造するための酸化反応は、酢酸溶媒中の触媒存在下に、１４０〜２３０℃、好ましくは１５０〜２１０℃の温度で分子状酸素含有ガスを連続的に供給しながらパラキシレンを酸化する反応である。反応圧力は少なくとも反応温度で混合物が液相を保持できる圧力またはそれ以上の高圧であり、通常０．２〜５ＭＰａ、好ましくは１〜２ＭＰａであり、さらに必要に応じて追酸化も行なわれる。
【００２１】
そして、得られたスラリーを適切な温度と圧力にまで下げ、粗テレフタル酸を回収する。
上記粗テレフタル酸に水を加えてスラリー化し、このスラリーを加熱して溶解させる。この水溶液を触媒の存在下、水素添加して還元精製処理を行い、処理液を晶析、固液分離を施すことによって高純度テレフタル酸を製造する。この際、粗テレフタル酸は、水を含む液体に対して、通常、２０〜３５重量％のスラリー濃度に調整して水添反応器に供給される。この還元精製処理では、粗テレフタル酸に含有される４−カルボキシベンズアルデヒド（以下、４ＣＢＡと略記する。）を水素添加して水溶性のパラトルイル酸にする。
【００２２】
水素添加触媒としては、これまでに公知の任意の触媒を使用することが可能であり、このような触媒の例としては、活性炭に担持させたパラジウム、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウム、白金、鉄、コバルト、ニッケル等が挙げられる。反応条件としては、通常、反応温度を２５５〜３００℃、反応圧力を１〜１２ＭＰａ、水素分圧を０．０５〜３ＭＰａとして実施するのが一般的である。
【００２３】
水素添加反応により精製されたテレフタル酸は、晶析、および固液分離を施すことによって固形分として分離する。
【００２４】
晶析の条件は、析出する結晶の粒径や純度等を勘案して選ばれるが、通常、温度を１００〜１９０℃、圧力を０．１〜１．３ＭＰａとして実施できる。好ましくは、晶析を複数段に亘って行ない、その最終段での晶析条件が１４０〜１８０℃、０．３〜１．０ＭＰａとなるような放圧冷却による方法で実施する。
【００２５】
この際、それぞれの晶析槽での滞留時間は、５〜２００分程度である。特に、最終段の晶析槽の温度が上記の範囲より低くなると、結晶中のパラトルイル酸の濃度が急激に増加するため、固形分として分離されるテレフタル酸の純度が低くなるという不利益が生じやすい。
【００２６】
そして、晶析工程で得られたスラリーをデカンタ型遠心分離機、ロータリーバキュームフィルター、水平ベルトフィルター等の装置で固液分離を施すことにより、晶析工程で析出したテレフタル酸を母液から分離する。通常、上記した晶析槽の条件、晶析工程が多段に亘る場合はその最終晶析槽の条件とほぼ等しい条件が選ばれる。
【００２７】
固液分離より得られたテレフタル酸ウェットケーキは、そのまま乾燥してもよいが、固液分離の途中または後に新水でケーキ洗浄した後に乾燥して高純度テレフタル酸を得る。
【００２８】
上述したような高純度テレフタル酸の製造方法の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、高純度テレフタル酸の製造工程において、水を溶媒として、テレフタル酸スラリーを処理する複数段の晶析槽を示している。
【００３０】
図示した晶析工程には、２つの晶析槽１、２を連結して設けると共に、それぞれ原動機により回転する攪拌軸３、４と、槽底には攪拌軸３、４を支える軸受５、６が備えられている。また、晶析槽１、２には差圧式の液面計９が備えられており、晶析槽の上部と下部にはそれぞれ導管９ａ、９ｂがあり、さらに各晶析槽１、２のスラリー抜き出しラインには晶析槽の液面を一定に保つためのコントロールバルブ１０を取り付けている。ここで、スラリーと接触している軸受５、６と液面計の導管９ｂ、コントロールバルブ１０のシール部には、スラリーの混入防止を目的としてそれぞれシール液供給ライン８、８´が接続されている。
【００３１】
上流側に配置した晶析槽１では、放圧冷却によりスラリーの溶媒である水を揮発させ、この溶媒蒸気を系外へ排出するにあたり、予めこの溶媒蒸気を加熱源に用いてヒーター７でシール液を当該晶析槽の操作温度のできるだけ近くまで加熱しておく。
【００３２】
晶析槽１の液面計９は、気相部と液相部の各圧力を検知するために、それぞれ導管９ａ、９ｂが備えられている。液相部の導管９ｂは、スラリーと接触するので、固形分による閉塞防止のためシール液を供給している。
また、シール液は、シール液供給ライン８から攪拌軸受５にも供給され、その内部にスラリーが混入しないようにしている。シール液をスラリーとほぼ同温の晶析蒸気を熱源に用いて加熱しているので、これに接するスラリーが局所的にテレフタル酸が析出することを抑えている。また、攪拌軸受５は、滑り軸受や転がり軸受のいずれであってもよい。
【００３３】
コントロールバルブ１０の構造は、例えば空気式制御弁や油圧式制御弁などの周知のものであってよく、その目的は液面制御に限らず、圧力制御、液量制御であってもよい。
【００３４】
また、晶析槽２についても、晶析槽１と全く同様な装置が設けられ、そのシール部には、スラリーの混入防止を目的としてシール液供給ライン８´からシール液が供給されており、それらの説明は晶析槽１と図中に同一符号番号を付して、その説明を省略する。なお晶析槽２の周囲に配置された装置である符号１１はシール液加熱用のヒーターであり、符号１２はポンプである。
コントロールバルブ１０やポンプ１２のシール部へ供給するシール液についても前述したように加熱されているので、シール液に接するスラリーが局所的にテレフタル酸が析出することを抑えることができる。
【００３５】
上記のような実施形態では、晶析槽１、２に設けた攪拌軸受５、６、液面計９および晶析槽抜き出しスラリーラインに設けたコントロールバルブ１０やポンプ１２に供給されるシール液が、晶析槽１または２で発生した溶媒を用いて加熱されるので、これらスラリー処理装置と晶析槽１、２内のスラリーとの温度差は小さく、当初の課題を解決できる。
【００３６】
すなわち、系内のスラリーは、シール液と接触しても急激に温度低下せず、そのためスラリーが局所的に析出することがなく、シール液を用いた装置は常に良好に機能し、生産効率の低下につながるような洗浄作業の頻度が減少してテレフタル酸の生産性が向上する。
【００３７】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、スラリー処理装置に供給されるシール液が所定温度に加熱された状態で供給されることにより、装置内のスラリーに局所的な晶析が生じにくくなり、上記スラリー処理装置において析出物による誤表示や操作性不良が起こらなくなり、確実な動作を確保できるようになり、これらのことによりテレフタル酸の製造プラントを一時停止して洗浄する必要がなく、長期間の安定した高純度テレフタル酸の製造が可能になるという利点がある。
【００３８】
また、計器類や機器類の洗浄などのメンテナンスの機会を少なくできることに加えて外部の熱源を用いることにより、高純度テレフタル酸の製造効率はより高まるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のスラリーの移送経路の装置系統図
【符号の説明】
１、２  晶析槽
３、４  攪拌軸
５、６  攪拌軸受
７、１１  ヒーター
８、８´  シール液供給ライン
９  液面計
９ａ、９ｂ  導管
１０  コントロールバルブ
１２  ポンプ
【図１】
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