(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化反応器でパラキシレンを液相酸化してテレフタル酸を生成させる酸化反応工程と、
生成する結晶状のテレフタル酸を固液分離機で固液分離する固液分離工程と、固液分離機で分離したテレフタル酸を乾燥する乾燥工程を含み、
酸化反応器から排出される酸化排ガスの少なくとも一部を、第１のガス供給路から乾燥機に供給し、
乾燥機の排ガスを第２のガス供給路から固液分離機へ供給し、
固液分離機で発生する排ガスをガス取出路から取出すようにしたテレフタル酸の製造方法。
【請求項２】
固液分離機はロータリーフィルタである請求項１記載の方法。
【請求項３】
乾燥機はロータリードラム型乾燥機である請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
固液分離機の取出ガスを気液分離する気液分離器を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパラキシレンの液相酸化によって得られるテレフタル酸を固液分離および乾燥するようにしたテレフタル酸の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加圧下に酢酸溶媒中で、コバルト、マンガンおよび臭素を含む触媒などの酸化触媒の存在下に、分子状酸素含有ガスによりパラキシレンを液相で酸化すると、テレフタル酸のほかに、主たる不純物として４−カルボキシベンズアルデヒド（以下、４−ＣＢＡという場合がある）を含む粗テレフタル酸（ＣＴＡ）が生成する。ところがポリエステル繊維などの製造には高純度テレフタル酸（ＰＴＡ）が原料として要求されるため、ＣＴＡの精製が必要になる。
ＣＴＡの精製方法としては水素添加処理が行われている。この方法はＣＴＡを水に懸濁させたスラリーを加熱して水溶液とし、水素添加触媒の存在下に水素添加処理し、処理液を晶析および固液分離してＰＴＡを製造する。
【０００３】
こうして製造されるテレフタル酸は固液分離後乾燥して製品とされる。固液分離機としては、濾過機（例えばロータリーフィルタ）、遠心分離機などテレフタル酸結晶から水を分離する手段が使用される。乾燥機は分離結晶に付着する水分を除去して乾燥させるように、結晶と加熱ガスを接触させる一般的な乾燥機が用いられている。
【０００４】
ところがこのようなテレフタル酸の製造方法では固液分離機と乾燥機は別の系として運転されており、例えば固液分離機および乾燥機はそれぞれ別のガスが循環して固液分離または乾燥が行われる。従ってそれぞれ別の駆動系および制御系が必要になり、装置が複雑化して高コスト化するほか、不純物が蓄積し、例えばハロゲンが蓄積して腐食が生成するなどの問題点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、固液分離機と乾燥機に用いる分離機・乾燥用ガスを一元化し、装置の構成を簡素化し、プロセスの排ガスの利用を可能にして低コスト化するとともに、不純物の濃縮を防ぎ装置の腐食を防止することが可能なテレフタル酸の製造方法を提案することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のテレフタル酸の製造方法である。
（１）  酸化反応器でパラキシレンを液相酸化してテレフタル酸を生成させる酸化反応工程と、
生成する結晶状のテレフタル酸を固液分離機で固液分離する固液分離工程と、固液分離機で分離したテレフタル酸を乾燥する乾燥工程を含み、
酸化反応器から排出される酸化排ガスの少なくとも一部を、第１のガス供給路から乾燥機に供給し、
乾燥機の排ガスを第２のガス供給路から固液分離機へ供給し、
固液分離機で発生する排ガスをガス取出路から取出すようにしたテレフタル酸の製造方法。
（２）  固液分離機はロータリーフィルタである上記（１）記載の方法。
（３）  乾燥機はロータリードラム型乾燥機である上記（１）または（２）記載の方法。
（４）  固液分離機の取出ガスを気液分離する気液分離器を含む上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の方法。
【０００７】
本発明において製造の対象となるテレフタル酸は、パラキシレンの液相酸化により生成するテレフタル酸であり、ＣＴＡでもＰＴＡでもよい。一般にはＣＴＡを製造したのち水添処理等の精製工程、晶析工程を経てＰＴＡを製造するテレフタル酸の製造方法が好ましい。
【０００８】
酸化反応器は一般にテレフタル酸の製造に用いられているものが使用できるが、槽下部にパラキシレン等の原料、触媒、溶媒を収容し、これらの原料等を補給しながら空気を吹込んで液相酸化を行うものが好ましい。
上記のパラキシレンの液相酸化は溶媒および触媒を用いて行われる。パラキシレンの液相酸化における溶媒としては、酢酸、プロピオン酸、ｎ−酪酸、イソ酪酸、ｎ−吉草酸、トリメチル酢酸、カプロン酸などの脂肪族カルボン酸、あるいはこれらと水との混合物を例示できる。
【０００９】
パラキシレンの液相酸化触媒としては、重金属化合物および／または臭素含有化合物が一般的であり、前者としてはニッケル、コバルト、鉄、クロム、マンガン等であり、両者共に元素形態または化合物として、好ましくは反応系に溶解する形で使用される。好ましい態様としては、コバルト化合物、マンガン化合物および臭素化合物を用いるものであり、コバルト化合物の使用量は通常溶媒に対してコバルトとして１０〜１０，０００ｐｐｍ、好ましくは１００〜３０００ｐｐｍである。またマンガン化合物はコバルトに対するマンガンの原子比として０．００１〜１０であり、臭素化合物はコバルトに対する臭素の原子比として０．１〜１０である。
【００１０】
パラキシレンの液相酸化は分子状酸素含有ガスを用いて行われる。このような酸素含有ガスとしては通常不活性ガスで稀釈された酸素が用いられ、例えば空気や酸素富化された空気が利用される。酸化反応の温度は通常１５０〜２７０℃、好ましくは１７０〜２２０℃であり、圧力は少なくとも反応温度において混合物が液相を保持できる圧力以上であり、通常０．５〜４ＭＰａ（ゲージ圧）である。さらに反応時間は装置の大きさ等によるが、通常滞留時間として２０分〜１８０分程度である。反応系内の水分濃度は通常３〜３０重量％であり、好ましくは５〜１５重量％である。
【００１１】
ＰＴＡを製造するときは、上記により得られるＣＴＡを水スラリーとして水添処理等により精製する精製工程により、４−ＣＢＡ等の不純物を除去してＰＴＡを得ることができる。
水素添加は、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、白金黒、パラジウム黒、鉄、コバルト−ニッケル等の水添触媒の存在下に水添を行い、不純物を還元する。
【００１２】
固液分離工程は、酸化反応工程または水添後の晶析工程により生成するテレフタル酸結晶を母液から分離する工程である。ここで用いる固液分離機は結晶と母液を分離できるものであればよく、濾過機、遠心分離機等が使用できるが、本発明ではガスを導入して加圧を行う濾過機が好ましく、特に濾材が回転するロータリーフィルタが好ましい。
【００１３】
乾燥工程は固液分離工程で分離したテレフタル酸結晶を乾燥する工程である。ここで用いる乾燥機は加熱ガスと接触させて乾燥する乾燥機であればよいが、ドラムを回転させて乾燥を行うロータリドラム型乾燥機が好ましい。
【００１４】
本発明では酸化反応器から酸化排ガスの少なくとも一部を第１のガス供給路を通して乾燥機に供給して乾燥を行う。乾燥機の排ガスは第２のガス供給路から固液分離機に供給して固液分離を行う。固液分離機の排ガスはガス取出路から取出し、必要により気水分離等の操作を行ってガスは系外へ排出し、液は反応器に戻す。
【００１５】
このようなガス流路を形成することにより、酸化反応により生成するガスを一過式にて各装置を通過させることができる。このためガスの循環がないため、不純物の蓄積による腐食の発生等は防止される。また各装置の駆動源は一元化されるため、構成が簡単になり、操作も簡便になる。しかも排ガスを利用するため、排物の有効利用が可能である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、酸化反応器の排ガスを乾燥機を通して固液分離機に供給するようにしたので、装置の構成を簡素化し、プロセスの排ガスの利用を可能にして低コスト化するとともに、不純物の濃縮を防ぎ装置の腐食を防止することが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は実施形態のテレフタル酸製造装置のフロー図である。
【００１８】
図１において、１は酸化反応器、２はＣＴＡ用の固液分離機、３は水添装置、４は晶析装置であり、ラインＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４によりシリーズに連絡している。５はＰＴＡ用の固液分離機としてのロータリーフィルタ、６は乾燥機であり、ラインＬ５が晶析装置４からロータリーフィルタ５の下部に連絡している。酸化反応器１は下部に空気用のラインＬ６が、上部に排ガス用のラインＬ７が連絡している。固液分離機２から酸化反応器１にラインＬ８が連絡している。
【００１９】
ロータリーフィルタ５は、ケーシング１１内に円筒状の回転濾材１２が設けられて、下部がスラリー槽１３のスラリー１４に浸漬され、加圧下にあるロータリーフィルタ５と常圧下にある気液分離器７の圧力差により、ライン９を通して濾液が流れ、濾材１２に捕捉されたケーキ１５は剥離ガス路１６からのガス吹付により剥離するように構成されている。
気液分離器７の上下部にラインＬ１０、Ｌ１１が連絡している。
【００２０】
上記の装置によるテレフタル酸の製造方法は、まずラインＬ１から原料としてのパラキシレン、触媒、溶媒等を供給し、ラインＬ６から空気を導入して液相酸化を行い、パラキシレンをテレフタル酸に酸化する。テレフタル酸は次第に析出してスラリーを形成するので、その一部をラインＬ２から固液分離機２に移送して固液分離し、分離液をラインＬ８から酸化反応器１に戻す。固液分離機２としてはロータリーフィルタ５でもよく、遠心分離機でもよく、また他の分離機でもよい。
【００２１】
固液分離で分離したＣＴＡはラインＬ３から水添装置３に送り、ここでラインＬ１２から水を送って再スラリー化し、これを溶解させて水素添加して、４−ＣＢＡを還元する。水添処理液はラインＬ４から晶析装置４に送って晶析させる。晶析装置４で晶析し、テレフタル酸（ＰＴＡ）が晶出したスラリーをラインＬ５からロータリーフィルタ５に送って固液分離する。
【００２２】
ロータリーフィルタ５は本発明の固液分離工程に用いられる固液分離機に相当し、加圧下にある。ラインＬ５から入ったスラリー１４はスラリー槽１３の下部にたまる。この状態で回転濾材１２を回転させラインＬ９により常圧下にある気液分離器７と連結すると濾材１２の内部は低圧となり、スラリー中の液が濾材１２内に入り、スラリー中のテレフタル酸結晶は濾材１２上に捕捉されてケーキ１５を形成する。濾材１２内の液の流れは吸引路１７から排液室１８に入りラインＬ９から気液分離器７へ送られる。
【００２３】
この吸引に対応して乾燥機６からのガスの導入により加圧が行われるが、この点は後述する。
回転濾材１２の回転により、ケーキ１５が上昇すると、ラインＬ１３から水を供給し、洗浄水ノズル１９から洗浄水を吹き付けることによりケーキの洗浄が行われる。その後ラインＬ１４から給気室２０にガスを導入し、剥離ガス路１６からケーキ１５に吹き付けることによりケーキ１５を剥離させる。剥離したケーキ１５は連絡路２１を通って乾燥機６に入る。
【００２４】
乾燥機６はロータリドラム型乾燥機であり、中空ドラムが横方向（ただし、出口側が若干低い）に配置され、回転可能とされており、末端側にラインＬ７が分岐したラインＬ１５が連絡して酸化反応器１の酸化排ガスを供給するようになっている。酸化排ガスは蒸留塔により触媒や溶媒を回収し、さらに凝縮器により蒸気を除去した後の非凝縮性のガスを主成分とするガスである。
【００２５】
乾燥機６においてドラムを回転させながらケーキ１５を順次供給し、反対側から酸化排ガスを送って向流接触させることにより、テレフタル酸が乾燥し、乾燥ＰＴＡがラインＬ１６から得られる。乾燥機６では必要により加熱が行われる。乾燥により発生する蒸気は排ガスとともに連絡路２１からロータリーフィルタ５に入る。
【００２６】
ロータリーフィルタ５に入る排ガスはロータリーフィルタ５の加圧源として用いられる。排ガス中に含まれる蒸気はロータリーフィルタ５で発生する蒸気とともに濾液と混合して吸収され、ラインＬ９から引抜かれる。ラインＬ９から気液分離器７に入る排ガスと液の混合物は、静置分離により気相と液相に分離する。液相はラインＬ１１から水添装置３その他の部分に戻される。気相はラインＬ１０から大気中へ放流することができるが、Ｌ１７の排ガスとともに処理装置へ送ってもよい。
【００２７】
このようなガス流路を形成することにより、酸化反応により生成するガスを一過式にて各装置を通過させることができる。これによりガスの循環がないため、不純物の蓄積による腐食の発生等は防止される。また各装置の構成が簡単になり、操作も簡便になる。しかも排ガスを利用するため、排物の有効利用が可能である。
【００２８】
このため上記の方法によれば、酸化反応器の排ガスを乾燥機を通して固液分離機に供給することにより、装置の構成を簡素化し、プロセスの排ガスの利用を可能にして低コスト化するとともに、不純物の濃縮を防ぎ、装置の腐食を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のテレフタル酸の製造装置のフロー図である。
【符号の説明】
１  酸化反応器
２  固液分離機
３  水添装置
４  晶析装置
５  ロータリーフィルタ
６  乾燥機
７  気液分離器
１１  ケーシング
１２  回転濾材
１３  スラリー槽
１４  スラリー
１５  ケーキ
１６  剥離ガス路
１７  吸引路
１８  排液室
１９  洗浄水ノズル
２０  給気室
２１  連絡路
【図１】
0003864609.tif 000002