(57)【要約】【課題】アルキル芳香族炭化水素を酸化して芳香族カルボン酸を製造する工程において、廃熱をより一層効率的に有効利用して、エネルギー効率の向上、及びエネルギーコストの低減を図る、機械的信頼性の高い芳香族カルボン酸の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】所定の各工程からなる芳香族カルボン酸の製造方法において、所定の工程から発生する、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気を蒸気タービンに供給してエネルギー回収を行うに際して、供給前に少なくとも２種類の水蒸気を集約して蒸気タービンに供給することを特徴とする。【選択図】図１
2005213223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の各工程からなる芳香族カルボン酸の製造方法において、
下記の工程で生じる熱を用いて発生する、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気を蒸気タービンに供給してエネルギー回収を行うに際して、供給前に少なくとも２種類の水蒸気を集約して蒸気タービンに供給することを特徴とする芳香族カルボン酸の製造方法。
（Ｉ）酢酸を含む溶媒中、酸化触媒の存在下、アルキル芳香族化合物を酸素含有ガスで液相酸化反応を行い、芳香族カルボン酸スラリーを生成する工程。
（ＩＩ）上記酸化反応により得られた芳香族カルボン酸スラリーから芳香族カルボン酸を回収する工程。
（ＩＩＩ）上記の工程（Ｉ）及び（ＩＩ）で得られる酢酸と水の混合物を処理して酢酸溶媒を回収する工程。
【請求項２】
下記の（Ｉ）〜（ＶＩＩ）の工程からなる芳香族カルボン酸の製造方法において、
下記の工程で生じる熱を用いて発生する、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気を蒸気タービンに供給してエネルギー回収を行うに際して、供給前に少なくとも２種類の水蒸気を集約して蒸気タービンに供給することを特徴とする芳香族カルボン酸の製造方法。
（Ｉ）酢酸を含む溶媒中、酸化触媒の存在下、アルキル芳香族化合物を酸素含有ガスで液相酸化反応を行い、芳香族カルボン酸スラリーを生成する工程。
（ＩＩ）上記酸化反応により得られた芳香族カルボン酸スラリーから芳香族カルボン酸を回収する工程。
（ＩＩＩ）上記の工程（Ｉ）及び（ＩＩ）で得られる酢酸と水の混合物を処理して酢酸溶媒を回収する工程。
（ＩＶ）上記工程（ＩＩ）で回収される粗製芳香族カルボン酸を水に溶解させる工程。
（Ｖ）上記溶液を水素と接触して粗製芳香族カルボン酸に含有する不純物を還元処理する工程。
（ＶＩ）上記還元処理液を放圧冷却処理することにより得られた精製スラリーから高純度芳香族カルボン酸を回収する工程。
（ＶＩＩ）工程（ＶＩ）で得られる分離母液をさらに放圧冷却する工程。
【請求項３】
上記工程（Ｉ）において、酸化反応で排出される酸化反応ガスを水蒸気発生装置に通した後にガスエキスパンダーに供給すると共に、当該水蒸気発生器で発生した水蒸気を蒸気タービンに供給し、当該ガスエキスパンダーと当該蒸気タービンとから得られた出力でコンプレッサーを稼動させ、当該コンプレッサーからの圧縮空気を上記分子状酸素含有ガスとして使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の芳香族カルボン酸の製造方法。
【請求項４】
上記水蒸気は、
（ａ）工程（Ｉ）において、酸化反応で排出される酸化反応ガスを水蒸気発生器に通し、当該水蒸気発生器より発生した水蒸気。
（ｂ）工程（ＩＩＩ）において、蒸留により溶媒回収し、溜出ガスを水蒸気発生器に通し、当該水蒸気発生器より発生した水蒸気。
から選ばれる、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気を集約したものであることを特徴とする請求項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】
上記水蒸気は、
（ａ）工程（Ｉ）において、酸化反応で排出される酸化反応ガスを水蒸気発生器に通し、当該水蒸気発生器より発生した水蒸気。
（ｂ）工程（ＩＩＩ）において、蒸留により溶媒回収し、溜出ガスを水蒸気発生器に通し、当該水蒸気発生器より発生した水蒸気。
（ｃ）工程（ＶＩ）や（ＶＩＩ）において、放圧冷却で排出されるガスを水蒸気発生器に通し、当該水蒸気発生器より発生した水蒸気。
から選ばれる、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気を集約したものであることを特徴とする請求項２乃至４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６】
上記水蒸気の中で集約対象となる水蒸気の圧力範囲が、０．０２〜１．０ＭＰａであることを特徴とする請求項１乃至５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７】
上記水蒸気の中で集約対象となる水蒸気の圧力範囲が０．０２〜０．５ＭＰａであることを特徴とする請求項１乃至５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８】
上記水蒸気の中で集約対象となる水蒸気の圧力範囲が０．０２〜０．３ＭＰａであることを特徴とする請求項１乃至５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９】
水蒸気の集約にサーモコンプレッサーを用いることを特徴とする請求項１乃至８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１０】
上記アルキル芳香族化合物がパラキシレンであり、上記芳香族カルボン酸がテレフタル酸であることを特徴とする請求項１乃至９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】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルキル置換基又は一部酸化したアルキル芳香族化合物を酸素含有ガスにより液相酸化して、芳香族カルボン酸を製造する方法に関する。詳しくは、製造工程における廃熱を有効利用して、エネルギー効率の向上、エネルギーコストの低減、機械的信頼性の向上を図って、芳香族カルボン酸を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレフタル酸等の芳香族カルボン酸の製造方法は、一般に、酸化反応器において酢酸を含む溶媒中、重金属化合物と臭素化合物を触媒の存在下、原料であるアルキル芳香族化合物を、分子状酸素含有ガスを用いて液相酸化し、芳香族カルボン酸を生成している。回収された芳香族カルボン酸は、中純度の芳香族カルボン酸（以下、「粗製芳香族カルボン酸」と称する。）であり、必要に応じて精製処理する。この精製工程では、得られた粗製芳香族カルボン酸を水に溶解させ、この水溶液を白金族金属の存在下、水素と接触させて粗製芳香族カルボン酸中の不純物を還元精製処理している。この還元処理液を放圧冷却して晶析させ、高純度芳香族カルボン酸を得ている。また、晶析後の分離母液をさらに放圧冷却して溶解している有効成分を回収している。
【０００３】
この製造方法において、酸化反応器から排出される高温高圧の反応排ガスには、溶媒蒸気及び水蒸気が多量に含有されている。また、反応溶媒として用いられる酢酸は、通常、生成した芳香族カルボン酸を分離した後、蒸留により回収される。
【０００４】
従来、酸化反応器から排出される反応排ガスは水蒸気発生器へ通して水蒸気発生の熱源とし、次いで凝縮器、吸収塔を経て、大気中に放出するか、更にこれをガスエキスパンダー等の動力として利用している。この水蒸気発生器では通常、複数の圧力グレードを有する水蒸気がそれぞれ発生されており、その圧力範囲は０．０２〜１．０ＭＰａである。発生された水蒸気は、製造工程内の水蒸気消費機器、例えばリボイラーや熱交換器、乾燥機等の熱源として利用される。
【０００５】
また、上記蒸留により酢酸溶媒を回収する工程において、蒸留塔リボイラーには上記水蒸気発生器で発生した水蒸気を熱源に用い、蒸留塔から排出される溜出ガスを水蒸気発生器へ通してさらに水蒸気を発生することもある。この場合、蒸留操作条件によっては発生される水蒸気の圧力は１ａｔｍ未満になることもある。
【０００６】
還元精製工程においても放圧冷却時に生じる蒸気を水蒸気発生器へ通して水蒸気を発生することもある。このように得られた水蒸気のうち、余剰水蒸気や圧力グレードが低く熱源利用には不適な水蒸気については蒸気タービンに供給してエネルギーを回収している。この蒸気タービンや上記ガスエキスパンダーで回収されたエネルギーを、上記分子状酸素含有ガスを酸化反応器へ供給するコンプレッサーの動力源に使用するコンプレッサートレインについて、特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２１３８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、各工程で発生する水蒸気は、圧力グレードが複数存在しており、これらを同一の蒸気タービンに混気蒸気として供給する場合、蒸気タービンは、圧力グレードの数だけ、混気ラインのノズルを設ける必要があり、これに伴い必然的に蒸気タービンの軸方向の長さが長くなる。蒸気タービンの軸長さが長くなれば、振動特性が悪化したり、たわみが大きくなったりすることより、機械的な信頼性を損ねることとなる。起動時には、蒸気タービン本体の暖機に時間を要してしまい、運用上好ましくない。特に、プラントスタート時に、電動機にて起動されるコンプレッサートレインでは、急速起動となるため、蒸気タービンの軸受中心間距離の短縮、或いは、軸径の増大等により、軸系の剛性を高めることが必須である。しかしながら、従来の設計手法即ち圧力グレード毎の混気ノズルの設置では、軸系の剛性向上を図るには限界があった。
【０００９】
また、一部の圧力グレードの低い水蒸気を大気へ放出したり、圧力グレードの高い水蒸気をグレードダウンしたりしており、プロセスとしてエネルギー回収が十分ではなかった。テレフタル酸等の芳香族カルボン酸製造プラントの大型化に伴い、プラントで大量に発生する余剰水蒸気を用いて蒸気タービンで効率よくエネルギー回収するためには上記問題点が顕著になる。
【００１０】
そこで、この発明は、上記従来の問題点を解決し、アルキル芳香族炭化水素を酸化して芳香族カルボン酸を製造する工程において、廃熱をより一層効率的に有効利用して、エネルギー効率の向上、及びエネルギーコストの低減を図る、機械的信頼性の高い芳香族カルボン酸の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、下記（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の各工程からなる芳香族カルボン酸の製造方法において、下記の工程から発生する、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気を蒸気タービンに供給してエネルギー回収を行うに際して、供給前に少なくとも２種類の水蒸気を集約して蒸気タービンに供給することにより、上記前段の課題を解決したのである。
【００１２】
（Ｉ）酢酸を含む溶媒中、酸化触媒の存在下、アルキル芳香族化合物を酸素含有ガスで液相酸化反応を行い、芳香族カルボン酸スラリーを生成する工程。
（ＩＩ）上記酸化反応により得られた芳香族カルボン酸スラリーから芳香族カルボン酸を回収する工程。
（ＩＩＩ）上記の工程（Ｉ）及び（ＩＩ）で得られる酢酸と水の混合物を処理して酢酸溶媒を回収する工程。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、アルキル芳香族炭化水素を酸化して芳香族カルボン酸を製造する工程において、各工程から発生する、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気を蒸気タービンに供給してエネルギー回収を行うに際して、供給前に少なくとも２種類の水蒸気を集約して蒸気タービンに供給するので、廃熱をより一層効率的に有効利用して、エネルギー効率の向上、エネルギーコストの低減、機械的信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、この発明について詳細に説明する。
この発明にかかる芳香族カルボン酸の製造方法は、下記の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）の工程からなる。
（Ｉ）酢酸を含む溶媒中、酸化触媒の存在下、アルキル芳香族化合物を酸素含有ガスで液相酸化反応を行い、芳香族カルボン酸スラリーを生成する工程。
（ＩＩ）上記酸化反応により得られた芳香族カルボン酸スラリーから芳香族カルボン酸を回収する工程。
（ＩＩＩ）上記の工程（Ｉ）及び（ＩＩ）で得られる酢酸と水の混合物を処理して酢酸溶媒を回収する工程。
【００１５】
また、上記の工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で得られた粗製芳香族カルボン酸を、下記の工程（ＩＶ）〜（ＶＩＩ）にかけることにより、精製された芳香族カルボン酸を製造することができる。
【００１６】
（ＩＶ）上記工程（ＩＩ）で回収される粗製芳香族カルボン酸を水に溶解させる工程。
（Ｖ）上記溶液を水素と接触して粗製芳香族カルボン酸に含有する不純物を還元処理する工程。
（ＶＩ）上記還元処理液を放圧冷却処理することにより得られた精製スラリーから高純度芳香族カルボン酸を回収する工程。
（ＶＩＩ）工程ＶＩで得られる分離母液をさらに放圧冷却する工程。
【００１７】
上記アルキル芳香族化合物は、液相酸化により芳香族モノカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸等の芳香族カルボン酸に変換されるモノ、ジ、トリアルキルベンゼン等のアルキルベンゼンであり、そのアルキル基の一部が酸化されたものをも含む。この発明においては、芳香族カルボン酸の中でも、特にテレフタル酸の製造に適用され、好ましい原料としてのアルキル芳香族化合物は、パラキシレンである。
【００１８】
以下、パラキシレンを酸化してテレフタル酸を製造する場合について実施形態を説明する。
まず、上記の工程（Ｉ）は、パラキシレンを酸化してテレフタル酸を製造する酸化工程である。
【００１９】
この工程（Ｉ）において、用いられる溶媒は、一般的に酢酸である。この酢酸の使用量は、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。
【００２０】
パラキシレンを液相で酸化反応させるには、分子状の酸素含有ガスを用いる。通常は、簡単な設備で、かつ低コストで使用できることから、空気が用いられ、その他、希釈空気、酸素富化空気等も使用できる。
【００２１】
また、用いられる触媒は、通常、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が用いられる。
上記酸化反応は、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ことにより行われる。
酸化反応工程での圧力は、少なくとも反応温度で混合物が液相を保持できる圧力、又はそれ以上の高圧であり、通常０．２〜５ＭＰａ、好ましくは１〜２ＭＰａである。
【００２２】
上記酸化反応に使用される反応器は、通常、攪拌機付きの槽であるが、必ずしも攪拌機は必要ではなく、気泡塔タイプのものでも良い。下部には分子状酸素含有ガス供給口が設けられている。そして、下部より供給した分子状酸素含有ガスは、酸化反応に利用された後、多量の溶媒蒸気を同伴した排ガスとして反応器より抜き出される。
【００２３】
次に、酸化反応工程で得られた反応物から芳香族カルボン酸を回収する工程（工程（ＩＩ））、及び溶媒である酢酸を回収する工程（工程（ＩＩＩ））について説明する。
【００２４】
上記工程（Ｉ）で得られた反応物を、必要に応じて、晶析工程にかける、すなわち、芳香族カルボン酸スラリーを適切な温度と圧力まで下げて、反応母液に溶解しているテレフタル酸を晶析させることにより、テレフタル酸スラリーを得る。晶析の条件は、晶析の段数として１〜６段であり、好ましくは２〜４段である。一連の晶析工程は、放圧冷却が採用され、最終工程は減圧沸騰状態で行なうことが好ましい。
【００２５】
工程（ＩＩ）において、テレフタル酸は、通常、上記の晶析処理したスラリーを固液分離工程、乾燥工程を経て回収される。回収されたテレフタル酸は、このまま粗テレフタル酸又は中純度テレフタル酸の製品としてもよく、必要に応じてさらに、粗テレフタル酸を水素添加精製処理し、高純度テレフタル酸の製品としてもよい。この場合、この乾燥工程を省略して、溶媒置換工程を経て酢酸溶媒から水溶媒に置換して、直接、精製工程に送ってもよい。
【００２６】
また、工程（ＩＩＩ）において、溶媒等が回収されるが、この溶媒回収工程は、固液分離された際に分取された母液や酸化排ガス凝縮液を精製して酢酸を回収する工程である。
【００２７】
上記の工程（ＩＶ）〜（ＶＩＩ）は、高純度テレフタル酸を製造する方法である。すなわち、上記の工程（Ｉ）〜（ＩＩＩ）で得られた粗テレフタル酸に水を加えてスラリー化し、これを加熱溶解した状態で、触媒の存在下に水素添加処理を行い、得られた処理物を、晶析及び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方法である。この際、粗テレフタル酸は、水に対して、通常、２０〜３５重量％のスラリーとして水素添加反応系に供給される。
【００２８】
上記工程（Ｖ）の水素添加処理で使用される触媒としては、これまでに公知の任意の触媒を使用することが可能で、例えば、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、白金等が挙げられる。これらの触媒は併用してもよい。水素添加精製反応の条件としては、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が、これに限定されるものではない。
【００２９】
上記の水素添加反応により得られる高純度テレフタル酸水溶液は、工程（ＶＩ）のように、放圧冷却等による晶析、及び固液分離を行って、固形分を分離させるのが一般的である。放圧冷却等の晶析の条件は、析出する固形分の収率、同固形分の純度等を勘案して選択するが、通常、晶析を複数段に亘って行い、その最終段での晶析条件が１４０〜１８０℃、０．３〜１．０ＭＰａとする。この際、それぞれの晶析槽での滞留時間は５〜２００分程度とする。最終段での晶析槽の温度が上記の範囲より低くなると、パラトルイル酸等の不純物が共晶するため、固形分として分離されるテレフタル酸の純度が低くなって好ましくない。
【００３０】
一般に、晶析を行った後に、固液分離を行うことにより、晶析工程で析出したテレフタル酸を、主成分が水である母液から分離する。固液分離する温度及び圧力の条件としては、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。固液分離を実施する装置としては、通常、デカンテーション型遠心分離機、ロータリーバキュームフィルター等の装置が用いられるが、これに限定するものではない。また、これらの装置を２つ以上組み合わせて使用する事も可能である。精製工程後に析出した固形分を固液分離によって分離して得たテレフタル酸は、そのまま乾燥して製品としてもよく、また懸洗槽にて新水とスラリー化して洗浄を施した後、固液分離して分離された固形分を乾燥して製品としてもよい。また、固液分離で得られた分離母液にはテレフタル酸やパラトルイル酸等の有効成分が溶解しており、この分離母液をさらに、工程（ＶＩＩ）である放圧冷却、濃縮を行い、上記有効成分を回収することが好ましい。
【００３１】
上記の各工程で生じる熱を用いて発生する、異なる圧力グレードを有する複数の水蒸気は、蒸気タービンに供給してエネルギー回収を行うに際して、供給前に少なくとも２種類の水蒸気を集約して、蒸気タービンに供給する。
【００３２】
上記の各工程で生じる熱を用いて発生する水蒸気とは、上記の工程（Ｉ）の酸化反応で排出される酸化反応ガス、工程（ＩＩＩ）において、酢酸と水との混合物を脱水塔で蒸留して溶媒回収する際の溜出ガス、工程（ＶＩ）や（ＶＩＩ）において、放圧冷却で排出されるガス等で生じる熱含有体を水蒸気発生装置又は水蒸気発生器を通して熱交換することにより発生した水蒸気をいう。
【００３３】
これらの水蒸気は、操作条件によって圧力グレードが異なる場合がある。このため、蒸気タービンに供給する前に、これらのうち複数の水蒸気を圧力調節器で集約する。
【００３４】
また、上記の水蒸気は、蒸気タービンに供給され、また、上記工程（Ｉ）において、酸化反応で排出される酸化反応ガスを水蒸気発生装置に通した後にガスエキスパンダーに供給される。そして、上記のガスエキスパンダーと蒸気タービンとから得られた出力でコンプレッサーを稼動させ、このコンプレッサーからの圧縮空気を上記分子状酸素含有ガスとして、上記工程（Ｉ）の酸化反応に供与することができる。
【００３５】
上記水蒸気の中で集約対象となる水蒸気の圧力範囲は、０．０２〜１．０ＭＰａ（０．２〜１０．０ｋｇ／ｃｍ2）がよく、０．０２〜０．５ＭＰａ（０．２〜５．０ｋｇ／ｃｍ2）が好ましく、０．０２〜０．３ＭＰａ（０．２〜３．０ｋｇ／ｃｍ2）がより好ましい。０．０２ＭＰａより小さいと、水蒸気を蒸気タービンに供給しても、回収エネルギー量が小さく、有効でない。一方、１．０ＭＰａより大きいと、水蒸気の場合は直接、蒸気タービンに供給しても、十分にエネルギーを回収することができるので、この発明を用いる必要性が小さい。
【００３６】
なお、上記の水蒸気を集約するための圧力調節器として、サーモコンプレッサーを用いることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、この発明にかかる芳香族カルボン酸の製造方法の具体例について、図１に記載のテレフタル酸製造装置の一例を示す系統図を用いて説明する。
【００３８】
［実施例］
図１に記載の装置は、酸化反応器１の後段に、２基の水蒸気発生装置２，３を有するものであって、第１水蒸気発生装置２，第２水蒸気発生装置３は、熱交換器２Ａ，３Ａ及び水蒸気発生器２Ｂ，３Ｂを備える。４は蒸気タービン、５はガスエキスパンダー、６は第３水蒸気発生器、７は脱水塔、８はミストセパレーター、９はコンプレッサー、１０は吸収塔、１１は加熱器、１２は電動機、１３は凝縮水ポンプ、１４は真空ポンプ、１５は復水器，１６はサーモコンプレッサー、１８はバルブである。また、２１〜４１の各符号は配管を示す。
【００３９】
図１に記載の装置において、酸化反応器から排出された酸化反応ガスｍは、配管２１より第１水蒸気発生装置２の熱交換器２Ａへ、更に配管２２を経て第２水蒸気発生装置３の熱交換器３Ａへ導入され、それぞれ配管２３，２４を循環する循環水に熱が伝達され、水蒸気発生器２Ｂ，３Ｂからそれぞれ第１水蒸気ｐ１、第２水蒸気ｐ２が発生する。
【００４０】
なお、この水蒸気発生器２Ｂ，３Ｂには、それぞれ配管２５，２６より、後述の蒸気タービン４の排蒸気から復水器１５を経て生成された凝縮水ｔ１，ｔ２が補給水として供給されている。
【００４１】
また、熱交換器３Ａの排ガスｑ１は、配管２７を経て、吸収塔１０に導入され、吸収塔１０内で含有される酢酸や酢酸メチルが吸収除去される。吸収塔１０内で酢酸及び酢酸メチル含有量がそれぞれ数百ｐｐｍ以下とされたガスｑ２は、配管２８より加熱器１１に導入され、加熱器１１で予熱された後、配管２９よりガスエキスパンダー５に供給される。
【００４２】
上記水蒸気発生器２Ｂ，３Ｂで発生した第１水蒸気ｐ１、第２水蒸気ｐ２は、各々、配管３０，３１より、蒸気タービン４に供給される。なお、配管３０には配管３３が分岐しており、第１水蒸気は製造工程内の蒸気が必要とされる他の系統に供給され、残る第１水蒸気が配管３２より蒸気タービン４に供給されるように構成されている。なお、第１水蒸気発生装置２で発生した第１水蒸気は圧力０．４４ＭＰａを有する。一方、第２水蒸気発生装置３で発生した第２水蒸気は圧力０．２５ＭＰａを有し、その全量が蒸気タービン４に利用される。
【００４３】
この蒸気タービン４には、後述の第３水蒸気発生器６で発生した第３水蒸気ｐ３も、配管３４、ミストセパレーター８、バルブ１８を備える配管３５を経て、蒸気タービン４に供給される。
【００４４】
この第３水蒸気発生器６には、工程（ＩＩＩ）である、酸化反応器１の反応生成液から生成したテレフタル酸を除去した後の酢酸を主成分とする母液から溶媒である酢酸を回収する工程において使用される脱水塔７で発生した溜出ガスｒが配管３６より供給され、配管３７から導入される補給水ｔ３と熱交換されて第３水蒸気ｐ３が発生する。発生した第３水蒸気ｐ３は、圧力０．０７ＭＰａを有し、上述の如く、配管３４よりミストセパレーター８、配管３５を経て、蒸気タービン４に供給される。一方、凝縮水は、一部、還流液として脱水等に戻るが、残りは留出液として配管３８より系外へ排出される。
【００４５】
ここで、第２水蒸気発生装置３で発生した第２水蒸気ｐ２と、第３水蒸気発生器６で発生した第３水蒸気ｐ３とは、蒸気タービン４に供給する前に、予めサーモコンプレッサー１６で集約し、圧力０．０８ＭＰａを有する第１集約水蒸気ｐ４を生成させ、蒸気タービン４に供給する。
【００４６】
蒸気タービン４からの排蒸気ｓ１は、配管３９を経て復水器１５に導入され、復水器１５で生成した凝縮水ｓ２は凝縮水ポンプ１３を備える配管４０を経て、配管２５，２６より前述の水蒸気発生器２Ｂ，３Ｂの補給水ｔ１，ｔ２として、また、配管３７より上述の第３水蒸気発生器６の補給水ｔ３として循環使用される。また、復水器１５の未凝縮ガスｓ３は、配管４１、真空ポンプ１４を経て系外へ排出される。
【００４７】
なお、上記の高純度テレフタル酸の製造工程（工程（Ｉ）〜工程（ＶＩＩ））を行う場合、工程（Ｉ）で発生する酸化反応ガスｍを水蒸気発生装置２や３に通して、当該水蒸気発生装置２や３で発生する第１水蒸気ｐ１又は第２水蒸気ｐ２や、工程（ＩＩＩ）で発生する溜出ガスｒを水蒸気発生器６に通して、当該水蒸気発生器６で発生する第３水蒸気ｐ３は、上記と同様に取り扱われる。
【００４８】
また、工程（ＶＩ）や（ＶＩＩ）において、放圧冷却処理によって排出されるガスについては、第３水蒸気発生器６、ミストセパレーター８、バルブ１８、サーモコンプレッサー１６と同等のシステムを設け（図示せず）、上記ガスを水蒸気発生器に通し、当該水蒸気発生器より水蒸気を発生させ、この水蒸気を蒸気タービン４に供給することもできる。
【００４９】
［比較例］
第２水蒸気と第３水蒸気を集約することなく蒸気タービン４に供給する以外は実施例と同じ条件で行った。
【００５０】
実施例（工程（ＩＶ）〜（ＶＩＩ）以外の部分）及び比較例における蒸気タービン４への各水蒸気供給量と、蒸気タービン４の出力の結果を表１に示す。
なお、上記の実施例及び比較例において、蒸気タービンは、三菱重工業（株）製を使用した。
【００５１】
【表１】
2005213223.tif 000003
【００５２】
なお、本発明の方法においては、このように、異なる圧力グレードである複数の水蒸気の各エネルギーを入力して稼動させた蒸気タービン４と、第２水蒸気発生装置３の排ガスのエネルギーを入力して稼動させたガスエキスパンダー５及び、酸化反応器１に酸素源として供給する圧縮空気を得るためのコンプレッサー９からなるコンプレッサートレインを構成し、蒸気タービン４及びガスエキスパンダー５で回収するエネルギーをコンプレッサー９の動力源として機能させた。
【００５３】
ところで、図１における系においては、必要に応じて、電動機１２を併設して、不足するエネルギーを補充することができる。
【００５４】
なお、図１に示す方法は、本発明における水蒸気の発生及び集約についての一実施方法であって、その方法については、この発明の目的を逸脱しない限り、図１に記載の方法に限定されるものではなく、各装置の設置態様等において、他の様々な態様を採用し得る。例えば、水蒸気発生器の設置数については、３基に限らず、反応器、脱水塔の規模や設定条件等に応じて、適切な基数を設置することができる。
【００５５】
また、第１水蒸気発生装置２で発生した第１水蒸気の蒸気タービン４への供給割合を増加することにより、蒸気タービン４の出力を増加させ、電動機１２の稼動を停止することもできる。また、本発明による蒸気集約方法により、上記比較例においては、蒸気タービン４の軸受中心間距離を５％以上短縮することが出来るため、軸系の剛性（Ｄ／ｌ2）としては約１０％以上の向上、軸系の「たわみ」率としては１５％以上の低減となり、電動機１２にて短時間起動するコンプレッサートレインの機械的な信頼性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施例における水蒸気の発生及び集約の工程の例を示す工程図
【符号の説明】
【００５７】
１  酸化反応器
２  第１水蒸気発生装置
２Ａ  熱交換器
２Ｂ  水蒸気発生器
３  第２水蒸気発生装置
３Ａ  熱交換器
３Ｂ  水蒸気発生器
４  蒸気タービン
５  ガスエキスパンダー
６  第３水蒸気発生器
７  脱水塔
８  ミストセパレーター
９  コンプレッサー
１０  吸収塔
１１  加熱器
１２  電動機
１３  凝縮水ポンプ
１４  真空ポンプ
１５  復水器
１６  サーモコンプレッサー
１８  バルブ
２１〜４１  配管
【００５８】
ｍ  酸化反応ガス
ｐ１  第１水蒸気
ｐ２  第２水蒸気
ｐ３  第３水蒸気
ｑ１  排ガス
ｑ２  ガス
ｒ  溜出ガス
ｓ１  排蒸気
ｓ２  凝縮水
ｓ３  未凝縮ガス
ｔ１，ｔ２，ｔ３  補給水
【図１】
2005213223.tif 000004