JPH05279294A - 芳香族ジカルボン酸の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶液
に含まれている不溶な粒子を、ディスク型遠心分離機を
用い、遠心力１×１０² 〜２×１０⁴ Ｇで分離した後酸
析することにより、清浄な芳香族ジカルボン酸を製造す
る。 【効果】 芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶液
に含有している不溶な粒子を、迅速にしかも高精度に除
去できるため、芳香族ジカルボン酸を生産性よく回収で
きる。得られた芳香族ジカルボン酸は、高品位な成型品
として再生できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芳香族ジカルボン酸の
アルカリ金属塩水溶液に対して不溶な粒子を除去して、
清浄な芳香族ジカルボン酸を製造する方法に関する。特
に芳香族ポリエステルをアルカリ処理した廃液中に含ま
れる、芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩を高品位な
芳香族ジカルボン酸として回収する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエステル繊維は、風合を改善するた
め繊維表面の一部を苛性アルカリ水溶液で加水分解し、
繊維表面に凹凸を持たせる方法（以下アルカリ処理とい
う）が用いられている。加水分解された芳香族ポリエス
テルは、芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶液と
グリコ−ルに分解され、一般に廃水処理されている。こ
れら廃水中に含まれる芳香族ジカルボン酸成分やグリコ
−ル成分を、再度ポリエステルの原料として使用するこ
とができれば、その利用価値は大きい。しかしながら一
般にポリエステル繊維は、繊維製造時の工程通過性を改
良するためや、繊維に不透明感を付与するなどの目的
で、酸化チタンやシリカなどの不活性無機粒子を添加す
る方法が用いられているが、これらの不活性無機粒子は
アルカリ処理工程で凝集し、粗大な粒子になりやすい。
またアルカリ処理工程や廃水処理工程などで、異物の混
入を避けることが困難である。これらの粗大粒子や異物
が混入している芳香族ジカルボン酸アルカリ金属塩水溶
液に、無機酸を添加して得られた芳香族ジカルボン酸を
ポリエステルの原料として使用すると、異物が多いポリ
マになり、フイルムとして使用するとフイルム破れやフ
ィシュアイが発生する。また、繊維として使用すると断
糸などのトラブルが発生し、成型品として使用すると濁
度が強い製品になる。これらの問題を解決するため、特
開昭６０−１９７４８号公報ではアルカリ処理廃液中の
微粒子を限外濾過膜で除去する方法が開示されている。
また、特開昭６０−２１６８８４号公報ではアルカリ処
理廃液をイオン交換電気透析槽で処理し、有効成分を回
収する方法が提案されている。

【０００３】これらの方法では、高精度に不溶性粒子を
除去することが困難であったり、工業的に採用する場合
には装置が複雑化したり大規模な装置を必要とする他、
装置の維持、保全に莫大な費用を要したりして経済的に
好ましくない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、芳香族ジカ
ルボン酸のアルカリ金属塩水溶液に含有している不溶性
粒子を経済的に除去し、清浄な芳香族ジカルボン酸を製
造する方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、芳香族
ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶液から芳香族ジカル
ボン酸を回収する方法において、芳香族ジカルボン酸の
アルカリ金属塩水溶液を、装置内部に複数のディスクを
備えた遠心分離機へ供給し、遠心力１×１０²〜２×１
０⁴ Ｇで芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶液に
対して不溶な粒子を遠心分離した後、酸析することを特
徴とする芳香族ジカルボン酸の回収方法によって達成で
きる。

【０００６】本発明における芳香族ポリエステルとは、
酸成分として、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、イソフタル酸など
があげられ、グリコ−ル成分として、エチレングリコ−
ル、ブタンジオ−ル、シクロヘキサンジメタノ−ルなど
があげられる。具体的にはポリエチレンテレフタレ−ト
（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレ−ト（ＰＢＴ）、
ポリエチレンナフタレ−ト（ＰＥＮ）などがあげられ
る。これらポリエステルは、ｐＨ１０〜１４程度のＮａ
ＯＨ、ＫＯＨなどの苛性アルカリ水溶液に、常温または
加熱下で接触させることによって、芳香族ジカルボン酸
のジアルカリ金属塩水溶液を生成する。該水溶液中に
は、芳香族ジカルボン酸が０．１〜２０重量％、グリコ
−ルが芳香族ジカルボン酸とほぼ同モル量、およびポリ
エステル製造時に添加または配合された酸化チタンなど
の無機粒子、さらには塵埃などの混入異物が含有してい
る。

【０００７】本発明は芳香族ジカルボン酸のジアルカリ
金属塩水溶液中に含有している無機粒子や混入異物など
の不溶な粒子を、遠心分離機を用いて除去することにあ
る。一般に溶媒（本発明では芳香族ジカルボン酸のジア
ルカリ金属塩水溶液）に含まれる粒子の沈降速度ｔは、
次のスト−クス則で示される。

【０００８】ｔ＝１８μＬ／Ｄ² （ρ_ｓ−ρ_ｓ）・ｇ （ここで、Ｄ；粒子の直径、ρ_ｓ；粒子の密度、ρ_ｓ；
溶媒の密度、μ；溶媒の粘度、ｇ；重力加速度、Ｌ；沈
降距離を示す）。

【０００９】また遠心加速度は遠心力Ｇ×重力加速度ｇ
で与えられる。

【００１０】本発明の遠心分離機の略図を図１に示し
た。遠心分離機を予め所望の遠心力Ｇになるようにディ
スクを回転させておく。その後、芳香族ジカルボン酸の
ジアルカリ金属塩など含有した水溶液（以下単に水溶液
という）を処理液入り口１から供給し、ディスク４とそ
れに隣接するディスク間で液分と固形分が分離される。
処理された清澄液は、清澄液出口３から次工程へ供給さ
れる。一方固形分の排出は、固形分排出弁５を連続的ま
たは間欠的に開閉することによって行なわれる。本発明
では、前式における遠心力を１×１０² 〜２×１０⁴ Ｇ
にする必要がある。より好ましくは１×１０³ 〜１．５
×１０⁴ Ｇ，最も好ましくは５×１０³〜１×１０⁴ Ｇ
である。遠心力が、１×１０² 〜２×１０⁴ Ｇである
と、異物を短時間で確実に分離することができ、異物の
分離効率および装置の維持面から好ましい。ここで、本
発明における遠心力Ｇは、遠心分離機の中心から最も遠
くの壁面にかかる遠心力をいう。

【００１１】また、内部に設置するディスクの一枚あた
りの面積や枚数、ディスクとディスクの間隔は水溶液の
単位時間あたりの処理量と、混入している異物の量やサ
イズ、および異物と水溶液との密度差などによって異な
るが、一般的に、ディスク枚数は１０〜３００ディスク
間隔は０．０５〜５ｍｍであると、異物の分離効率およ
び装置の小型設計が可能になるためさらに好ましい。

【００１２】また、本発明で遠心分離機に供給する際の
水溶液の温度は特に規制はないが、１０〜８０℃である
と、経済的でまた水溶液に対流がおきにくいため好まし
い。また、本発明の遠心分離機に供給される水溶液に、
粗大な異物の混入が懸念される場合は、遠心分離機に供
給する以前に、予め粗大な異物を除去しておくと、遠心
分離機の維持管理上好ましい。また遠心分離機で異物を
除去した後、さらに精密濾過することもできる。本発明
の遠心分離操作は、バッチプロセスでも連続プロセスで
も好適に使用することができる。

【００１３】このように異物が分離された水溶液に、塩
酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸を添加してｐＨを
５以下、好ましくは３．５以下として、芳香族ジカルボ
ン酸を酸析した後、濾過や遠心分離機を用いて芳香族ジ
カルボン酸成分と水成分とを分離する。酸析時の温度は
特に規制がないが、５０〜２００℃であると析出する芳
香族ジカルボン酸粒子が大きくなり、前記の濾過が容易
に行えるので好ましい。さらに分離された芳香族ジカル
ボン酸は、水を用いて数回懸濁洗浄することが好まし
い。このようにして得られた芳香族ジカルボン酸は、直
接ポリエステルの原料として使用することもできるし、
低級アルコ−ルを用いてエステル化反応せしめて芳香族
ジカルボン酸低級アルキルエステルとした後、ポリエス
テルの原料として使用することもできる。

【００１４】さらに、分離された水成分中にはグリコ−
ル成分が含有されているため、蒸留操作などでグリコ−
ルを回収すればより好ましい。

【００１５】

【実施例】以下実施例で本発明を詳述する。実施例中の
部とは重量部を示す。各特性の測定は次の方法に従って
行った。

【００１６】Ａ．灰分（ｐｐｍ） 重量が既知の白金ルツボに芳香族ジカルボン酸２０ｇを
電熱器で徐々に炭化した後、８００℃で１時間灰化し
た。その後、デシケ−タ内で２時間冷却した後、精密天
秤で重量を測定し灰分量（ｐｐｍ）を求めた。

【００１７】Ｂ．粒子数 芳香族ジカルボン酸を、絶対０．５μｍのフイルタで濾
過した清浄なアンモニヤ水溶液に溶解させた後、レ−ザ
−光散乱方式液体微粒子カウンタ−（ＨＩＡＣ／ＲＯＹ
ＣＯ社製Ｓｅｒｉｅｓ４１００）を用いて５μｍ以上の
粒子数をカウントし、芳香族ジカルボン酸１ｇあたりの
粒子数（コ／ｇ）を求め、５０コ／ｇ以下を合格とし
た。

【００１８】実施例１ テレフタル酸ジナトリウムを５．５％（テレフタル酸と
して４．３％）含むアルカリ処理廃液１００部を採取し
た。

【００１９】一方内部に、一枚あたりの沈降面積０．３
ｍ² のディスクを０．５ｍｍ間隔で４０枚装備したディ
スク型遠心分離機を、遠心力が８０００Ｇになるように
回転数をあげた。該遠心分離機に、前述のアルカリ処理
廃液を５０Ｌ／Ｈｒで供給し異物を分離して、清澄なテ
レフタル酸ジナトリウム水溶液を得た。次いで、清澄な
テレフタル酸ジナトリウム水溶液に純度９８％の硫酸を
添加してｐＨを３．０として酸析し、テレフタル酸の結
晶を得た。この結晶を濾過した後、さらに３倍量の水で
懸濁洗浄および濾過を４回繰り返した後、減圧乾燥しテ
レフタル酸を４．０部回収した。回収テレフタル酸の品
質は灰分２０ｐｐｍ，５μｍ以上の粒子数は１０コ／ｇ
で良好であった。

【００２０】比較例１ 実施例１で得たアルカリ処理廃液を、遠心分離機を用い
ず、直接酸析した他は実施例１と全く同様にしてテレフ
タル酸を回収した。回収テレフタル酸の品質は灰分１５
００ｐｐｍ，５μｍ以上の粒子数は１７６００コ／ｇで
あった。

【００２１】実施例２〜４、比較例２〜３ 実施例１において、ディスク型遠心分離機の遠心力を変
更した他は、実施例１と全く同様にしてテレフタル酸を
回収した。遠心力が本発明の範囲に満たない場合には、
異物の分離が不十分であり（比較例２）、遠心力が本発
明の範囲を越えた場合には、遠心分離機の運転を開始し
た２時間後に金属音が発生したため、運転を停止した
（比較例３）。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】本発明の芳香族ジカルボン酸の回収方法
は、芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶液に含有
している不溶な粒子を、ディスク型遠心分離機を用いて
分離した後、酸析し芳香族ジカルボン酸を製造するた
め、次のような利点を有し、高品位な繊維、フイルム、
ボトルなどとして再生できる。

【００２４】芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水
溶液に含有している不溶な粒子を高精度に除去できる。

【００２５】異物分離が迅速にできるため、芳香族ジ
カルボン酸を生産性よく回収できる。 回収芳香族ジカルボン酸は、高品位な成型品として再
生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において好ましく適用できるディスク型
遠心分離機の略図

【符号の説明】

１：処理液入口 ２：固形分出口 ３：清澄液出口 ４：ディスク ５：排出弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芳香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶
   液から芳香族ジカルボン酸を回収する方法において、芳
   香族ジカルボン酸のアルカリ金属塩水溶液を、装置内部
   に複数のディスクを備えた遠心分離機へ供給し、遠心力
   １×１０² 〜２×１０⁴ Ｇで芳香族ジカルボン酸のアル
   カリ金属塩水溶液に対して不溶な粒子を遠心分離した
   後、酸析することを特徴とする芳香族ジカルボン酸の回
   収方法。