(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリーバキュームフィルターに結晶と溶媒からなるスラリーを供給して、円筒状の濾材を回転させて吸引濾過、洗浄、吸引濾過、ケーキ剥離を連続的に行う方法において、ケーキを剥離するためのブロー用ガスに溶媒成分蒸気を供給することを特徴とするスラリーからの結晶回収方法。
【請求項２】
溶媒を用いて加圧下で化学反応を行い、反応生成液を減圧する際に得られる溶媒成分のフラッシュ蒸気をケーキを剥離するためのブロー用ガスに供給する請求項１に記載のスラリーからの結晶回収方法。
【請求項３】
芳香族炭化水素を高温・高圧下、触媒成分を含む溶媒中で分子状酸素により酸化して芳香族カルボン酸を製造するプロセスにおいて、反応生成液を降温する晶析工程を経て、芳香族カルボン酸の結晶と溶媒からなるスラリーを生成し、該スラリーをロータリーバキュームフィルターを用いて芳香族カルボン酸の結晶を分離する際のケーキを剥離するためのブロー用ガスに溶媒成分蒸気を供給する請求項１または請求項２に記載のスラリーからの結晶回収方法。
【請求項４】
パラキシレンを触媒成分を含む溶媒中で分子状酸素により酸化するプロセスにおいて、酸化反応の溶媒に含水酢酸を使用し、酸化反応液を減圧する際に得られるフラッシュ蒸気（酢酸蒸気と水蒸気の混合蒸気）をロータリーバキュームフィルターのブロー用ガスに供給する粗テレフタル酸の結晶回収を行う請求項３に記載のスラリーからの結晶回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は結晶を含むスラリーから結晶を回収する方法に関するものであり、例えばパラキシレンを液相酸化してテレフタル酸を製造するプロセス等、各種の有機化学製品の製造プロセスにおいて用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
パラキシレンの液相酸化によってテレフタル酸を製造する場合、生成するテレフタル酸は母液中に結晶となって析出し、テレフタル酸の結晶を含むスラリーが生成する。このスラリーから結晶を回収すると、粗テレフタル酸が得られる。また、得られた粗テレフタル酸を溶解し、酸化処理、還元処理等の精製工程を経てテレフタル酸を析出させると、結晶を含むスラリーが得られる。
上記いずれの場合も、スラリーから結晶を回収する方法として、ロータリーバキュームフィルター（以下、ＲＶＦと云う）により吸引濾過、洗浄、吸引濾過、剥離を一操作で行なう方法が多く採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ＲＶＦは円筒状の濾材を回転させながら吸引濾過、洗浄、吸引濾過、剥離を順次行なうものである。しかしながらこの方法においては、運転の継続によって濾材に目詰まりが発生するために、長期間の運転が困難である。
本発明の目的は、ＲＶＦを使用してスラリーから結晶を回収する際に、濾材の目詰まりを起こすことなく、長期間連続して結晶を回収できる方法を提案することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
発明者らは上記の如き課題を有するＲＶＦについて鋭意検討した結果、ＲＶＦの剥離工程でケーキを剥離するために用いられるブロー用ガスに溶媒成分蒸気を供給することにより、濾材からのケーキの剥離が促進され、ＲＶＦを長期間連続して操作できるようになることを見出し、本発明に到達した。
【０００５】
即ち本発明は、ロータリーバキュームフィルターに結晶と溶媒からなるスラリーを供給して、円筒状の濾材を回転させて吸引濾過、洗浄、吸引濾過、ケーキ剥離を連続的に行う方法において、ケーキを剥離するためのブロー用ガスに溶媒成分蒸気を供給することを特徴とするスラリーからの結晶回収方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法を図により具体的に説明する。図１はＲＶＦの断面図、図２は本発明の好ましい実施態様を示す結晶回収方法の系統図である。
図１の断面図において、ＲＶＦ1 のケーシング2 内に横型円筒状の濾材3 が回転可能に設置されている。濾材3 の下部は、ケーシング2 下部に貯留されたスラリー４に浸る濾過域5 となっており、その内側には濾過液6 およびブロー用ガス7 を吸引する吸引部8 が形成されている。
【０００７】
濾材3 の上部には対向してケーキ9 を洗浄する洗浄液管10が設けられ、これに対応して濾材3 は洗浄域11および脱液域12となっており、その内側には洗浄液を集める集液部13が形成されている。
濾材３の内側には、ケーキ9 を剥離するブロー部14およびシール部15が設けられ、これに対応して濾材3 は剥離域16となっており、その内側には窒素ガス等の非凝縮性ガスに溶媒蒸気を混じたブロー用ガスを供給するブロー用ガス供給管17が設置されている。
ＲＶＦ1 において処理されるスラリーはスラリー供給部18から供給され、スラリー液面を保持するダム19が設置されている。ダムから溢れたスラリーはスラリー循環部20から排出され、ケーキがケーキ取出口21から排出される。
【０００８】
図２の系統図において、処理されるスラリーはスラリー貯槽22からポンプ23によりＲＶＦ1 のスラリー供給部18に供給し、スラリー循環部20から排出され循環させる。集液部13の洗浄液はポンプ24により系外に排出される。
図1 の吸引部8 からの濾過液およびブロー用ガスは濾過液槽25に送られ、ポンプ26により濾過液が排出される。濾過液槽25の上部には冷却器27が設置されており、冷却されたガスは、ミストセパレーター28でミストを分離して真空ポンプ29により排出される。真空ポンプ29の吐出には封液セパレーター30とミストセパレーター36があり、真空ポンプ29から排出されたガスはＲＶＦのブロー用ガスとして使用される。
ＲＶＦ1 において剥離されたケーキは、図1 のケーキ取り出し部21からシャッター33およびシャッター34を経て取り出し、ドライヤー35でケーキを乾燥し、製品取り出し口36から結晶（製品）として回収する。
【０００９】
結晶の回収方法は、スラリー貯槽22に貯槽されたスラリーをポンプ23でＲＶＦ1 の底部に供給し、濾材3 を回転させながら、順次、吸引濾過、洗浄、吸引濾過、剥離（ブロー）を行なう。以下具体的に説明する。
真空ポンプ29の作動によって、吸引部8 を経て回転ドラムの内側が負圧になる結果、ＲＶＦ1 の底部に供給されたスラリーが回転する濾材3 で濾過され、スラリー4 中の結晶は濾材3 に捕捉されてケーキ9 になって上昇する。スラリー4 の一部はダム19をオーバーフローして、スラリー循環部20からスラリー貯槽22に循環する。
ケーキ9 は洗浄域11において、洗浄液管10から吹き付けられる洗浄液によって洗浄され、脱液域12において洗浄液を除去されて下降する。剥離域16ではブロー用ガス供給管17にブロー用ガスを供給してブロー部14から吹き付け、ケーキ9 を剥離する。ケーキ9 を剥離した濾材3 は更に下降して再び濾過域5 に到る。
吸引部8 から吸引された濾過液6 およびブロー用ガス7 は濾過液槽25に入  り、濾過液6 はポンプ26で系外に排出される。
剥離域16において剥離されたケーキ9 はケーキ取り出し部21からシャッター33およびシャッター34を経て取り出され、ドライヤー35で乾燥されて、製品取り出し口36から結晶（製品）として回収される。
【００１０】
本発明の眼目は、ミストセパレーター31を出たブロー用ガスに溶媒蒸気供給ライン32を設置し、溶媒成分蒸気を供給することにある。溶媒成分蒸気とは、例えば、スラリー４の母液が水の場合には溶媒成分蒸気は当然水蒸気である。また、スラリー４の母液が含水酢酸の場合は母液組成に近い構成を有する含水酢酸蒸気が最適であるが、水蒸気あるいは酢酸蒸気でもよい。
通常のテレフタル酸製造装置の場合、スラリー貯槽22の上流には１段以上の晶析槽が設置されている。晶析槽では溶媒のフラッシュ蒸発でスラリー温度を下げる方式になっているので、そこで発生した蒸気を溶媒蒸気供給ライン32から供給するのが好都合である。
【００１１】
溶媒成分の蒸気供給ライン32から溶媒成分の蒸気を供給することにより、結果として濾材の目詰まりが発生しなくり、長期間連続した運転ができるようになった。その理由はいまだに明確にはなっていないが、幾つかの複合的な硬化によるものと推定される。
第１の推定理由は、溶媒成分蒸気を供給することにより、ブロー用ガスの容量が増やすことができた。その結果、剥離域16での結晶の剥離を完璧に行うことが期待できる。溶媒成分蒸気供給ライン32から供給された溶媒成分蒸気は、ブロー用ガスとして使用された後、吸引部8 から濾過液槽25へ排出されるので、溶媒成分蒸気を供給することによってブロー用ガスの容量が増しても、真空ポンプ29での処理ガス量にはほとんど影響を与えないので好都合である。
第２の推定理由は、溶媒成分蒸気を供給することにより、ブロー用ガスの湿り度が増した。その結果、濾材に結晶が乾燥付着する減少の抑制が期待できる。加えて、ブロー用ガス中に存在している少量の溶媒成分ミストが濾材に付着残留している微小結晶を排除する効果が期待できる。
第３の推定理由は、溶媒成分蒸気を供給することにより、ブロー用ガスの温度が上昇した。温度上昇によってより完璧な剥離が期待できる。
実施例で示したように、ブロー用ガスに溶媒成分の蒸気を混じた結果、結晶取り出し部21の結晶中の湿分が低下した。これは当初全く予期しなかった効果である。
【００１２】
溶媒蒸気供給ライン32から供給された溶媒成分蒸気は、ブロー用ガスとして使用された後、吸引部８から濾過液槽25へ排出されるので、溶媒成分蒸気を供給することによってブロー用ガスの容量が増しても、真空ポンプ29での処理ガス量に何等影響を与えない。
なお、溶媒成分蒸気を混じてからブロー部14に達するまでの間に温度が低下してミスト発生の危険性が考慮されたが、長期間の運転経験によれば格段の問題は発生しなかった。ＲＶＦに到るラインの保温を行なうことにより、溶媒成分蒸気温度の低下を小さく抑えることができる。
【００１３】
本発明は、前述のように粗テレフタル酸および精製テレフタル酸の結晶を回収する場合に適しているが、他にイソフタル酸やナフタレンジカルボン酸などの、芳香族炭化水素を高温・高圧下、触媒成分を含む溶媒中で分子状酸素により酸化して芳香族カルボン酸を製造するプロセス等におけるスラリーから結晶を回収する工程に適用することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。但し本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。
【００１５】
実施例１
パラキシレンをコバルト、マンガン、臭素触媒の存在下、空気酸化して粗テレフタル酸を製造する商業的製造装置から得られたテレフタル酸／含水酢酸スラリー（テレフタル酸３２重量％、温度８９℃）を、図１および図２に示す方法により処理し、粗テレフタル酸を回収した。ブロー用ガスには窒素ガスを用い、スラリー貯槽22の上流に設置されているフラッシュ晶析槽で発生したフラッシュ蒸気（酢酸蒸気と水蒸気の混合蒸気）を、溶媒蒸気供給ライン32から７８０ｋｇ／ｈ供給した。濾材3 が目詰まりするまでの時間は３１０時間であった。また、ケーキ取り出し部21から採取されたケーキを１１０℃で４時間乾燥したときの乾燥減量は９．８％であった。
【００１６】
比較例１
実施例１において、溶媒蒸気供給ライン32からのフラッシュ蒸気供給を停止した。つまり、ブロー用ガスには窒素ガスだけを用いた。その結果、目詰まりするまでの時間は２４時間となった。また、ケーキ取り出し部21から採取されたケーキを１１０℃で４時間乾燥したときの乾燥減量は１１．３％であった。
【００１７】
実施例２
メタキシレンをコバルト、マンガン、臭素触媒の存在下、空気酸化して粗イソフタル酸を製造する商業的製造装置から得られたイソフタル酸／含水酢酸スラリー（イソフタル酸３０重量％、温度８５℃）を、図１および図２に示す方法により処理し、粗イソフタル酸を回収した。ブロー用ガスには窒素ガスを用い、スラリー貯槽２２の上流に設置されているフラッシュ晶析槽で発生したフラッシュ蒸気（酢酸蒸気と水蒸気の混合蒸気）を、溶媒蒸気供給ライン32から２００ｋｇ／ｈ供給した。濾材3 が目詰まりするまでの時間は２３０時間であった。また、ケーキ取り出し部21から採取されたケーキを１１０℃で４時間乾燥したときの乾燥減量は１０．４％であった。
【００１８】
比較例２
実施例２において、溶媒蒸気供給ライン32からのフラッシュ蒸気供給を停止した。つまり、ブロー用ガスには窒素ガスだけを用いた。その結果、目詰まりするまでの時間は１８時間となった。また、ケーキ取り出し部21から採取されたケーキを１１０℃で４時間乾燥したときの乾燥減量は１２．１％であった。
【００１９】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば、ケーキを剥離するブロー用ガスに溶媒成分蒸気を供給することによって、濾材の目詰まりが防止され、スラリーから効率よく長期にわたって結晶を回収することができる。
また、本発明で供給される溶媒成分蒸気は、ケーキを剥離するブロー用ガスとして使用された後、ガス吸引部から濾過液槽へ排出されるので、溶媒として回収使用され、ブロー用ガスの容量が増しても真空ポンプでの処理ガス量に何等影響を与えない。更に、ブロー用ガスの容量を増すことにより回収される結晶の品質が向上する。
本発明のスラリーからの結晶回収方法は、液相酸化による芳香族カルボン酸を製造するプロセス等の多くのプロセスに適用することができ、本発明の工業的意義は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いられるロータリーバキュームフィルターの断面図である。
【図２】本発明の好ましい実施態様を示す結晶回収方法の系統図である。
【記号の説明】
１：ＲＶＦ（ロータリーバキュームフィルター）
２：ケーシング
３：濾材
４：スラリー
５：濾過域
６：濾過液
７：ガス
８：吸引部
９：ケーキ
１０：洗浄液管
１１：洗浄域
１２：脱液域
１３：集液部
１４：ブロー部
１５：シール部
１６：剥離域
１７：ブロー用ガス供給管
１８：スラリー供給部
１９：ダム
２０：スラリー循環部
２１：ケーキ取り出し部
２２：スラリー貯槽
２３：ポンプ
２４：ポンプ
２５：濾過液槽
２６：ポンプ
２７：冷却器
２８：ミストセパレーター
２９：真空ポンプ
３０：封液セパレーター
３１：ミストセパレーター
３２：溶媒蒸気供給ライン
３３：シャッター
３４：シャッター
３５：ドライヤー
３６：製品取り出し口
【図１】
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【図２】
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