JPH08151347A - テレフタル酸の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酢酸溶媒中でパラキシレンを空気で酸化して
テレフタル酸を生成させ、反応器から流出するガスは凝
縮器で凝縮性成分の大部分を凝縮させて除き、次いで吸
収塔で吸収液と接触させて同伴している酢酸を除去した
のち大気中に放出するテレフタル酸の製造法において、
吸収塔へ吸収液を過不足なく供給する。 【構成】 反応帯域への空気の供給量（Ｖ₀ ）並びに吸
収塔へ流入するガスの一酸化炭素濃度（Ａ）、二酸化炭
素濃度（Ｂ）及び酸素濃度（Ｃ）から次式により流入ガ
ス量を算出し、これに基づいて吸収液を供給する。 【数１】 【効果】 吸収塔への吸収液の供給量を正確に制御でき
るので、吸収塔から排出される吸収液量を最少限とする
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパラキシレンの液相酸化
によるテレフタル酸の製造法に関するものである。特に
本発明は反応器から流出するガス中の酢酸を除去する工
程の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テレフタル酸の製造法はいくつか知られ
ているが、現在では主にパラキシレンの液相酸化による
方法が実施されている。この方法では、臭素及びマンガ
ン、コバルト等の重金属から成る触媒を溶解した酢酸溶
液にテレフタル酸結晶が懸濁したスラリーが収容されて
いる反応帯域に、パラキシレン及び空気の如き分子状酸
素含有ガスを連続的に供給し、パラキシレンを酸化して
テレフタル酸を生成させる。酢酸溶媒中へのテレフタル
酸の溶解度は小さいので、生成したテレフタル酸の大部
分は結晶として析出し、スラリーを形成する。生成した
テレフタル酸スラリーは反応帯域から連続的に抜き出さ
れ、所定の後処理を経て製品のテレフタル酸とされる。

【０００３】この反応は多量の反応熱の生成を伴うが、
この反応熱は主として酢酸溶媒の凝縮還流により除去さ
れる。すなわち反応帯域から流出するガスは酢酸を主と
する多量の凝縮性成分を含有しているので、これを凝縮
器で凝縮させ、その一部は反応帯域に還流させ、残部は
水分除去系に送ることにより、反応帯域の温度を制御す
る。凝縮器から流出する不凝縮ガスは、同伴している酢
酸を除去したのち、大気中に放出される。

【０００４】不凝縮ガスに同伴されている酢酸の除去
は、通常は不凝縮ガスを吸収塔に導き、吸収液と向流接
触させて酢酸を吸収液中に溶解させることにより行なわ
れる。吸収液としては通常は水が用いられる。すなわち
吸収塔の底部から不凝縮ガスを導入して塔内を上昇さ
せ、塔頂からは水を導入して塔内を流下させて両者を接
触させることにより、酢酸の除去が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】吸収塔底から流出する
酢酸を含む吸収液は、系内の他の部分から発生する酢酸
水溶液と一緒にして蒸留し、酢酸を回収する。回収した
酢酸は反応媒体として循環使用する。従って蒸留エネル
ギーを節減するため、吸収塔に吸収液として導入する水
はできるだけ少ない方が望ましい。吸収液の必要量は、
吸収塔に導入される不凝縮ガス量に依存する。すなわち
他の条件が同一ならば、不凝縮ガス量が多いほど多量の
吸収液を用いる必要がある。しかしながら、生産量や反
応条件の変動等に伴う不凝縮ガス量の変化に正確に追随
して吸収液の供給量を制御するのは困難なので、通常は
不凝縮ガス量が多少変化しても対応し得るだけの吸収液
を常時供給することが行なわれている。また生産量や反
応条件を不凝縮ガス量が増加する方向に変化させる場合
には、予め吸収液の供給量を対応量だけ増加させておく
ことも行なわれている。

【０００６】このように不凝縮ガスに対して常に十分な
量の吸収液を供給するのは、若し吸収液が不足すると、
酢酸を含んだ不凝縮ガスが大気中に排出されて臭気公害
を引き起すからである。しかし、このように常に十分な
量の吸収液を供給するのは、公害防止上は有効である
が、前述の蒸留エネルギーの節減の観点からは必ずしも
好ましいものではない。

【０００７】従って本発明は、吸収塔に流入する不凝縮
ガス流量を正確に算出し、このガス流量に基づいた量の
吸収液を吸収塔に導入する方法を提供せんとするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、反応帯
域への分子状酸素含有ガスの供給量及びその中の不変量
ガス成分の濃度、並びに吸収塔に流入するガス中の分子
状酸素、一酸化炭素及び二酸化炭素濃度に基づいて吸収
塔に流入するガス流量を算出し、この算出ガス流量に基
づいて吸収塔に供給する吸収液量を制御することによ
り、吸収液を過不足なく供給することができる。

【０００９】本発明について詳細に説明すれば、吸収塔
に流入するガスの大部分は、反応帯域へ供給された分子
状酸素含有ガス中の分子状酸素以外の成分であるが、そ
れ以外に反応帯域で生成した一酸化炭素や二酸化炭素
（これらは主に溶媒である酢酸の燃焼により生成したも
のである）及び未反応の分子状酸素を含んでいる。この
うち、反応帯域で生成する一酸化炭素や二酸化炭素及び
未反応の分子状酸素の濃度は反応条件により変化する。
従って反応条件を変更したり、テレフタル酸の生産レー
トを変更したりした場合には、反応帯域が定常状態とな
るまでの間、吸収塔へ流入するガス中の一酸化炭素、二
酸化炭素及び分子状酸素の濃度は経時的に変化する。こ
のことは、反応帯域へ供給される分子状酸素含有ガスの
供給量、又はこの供給量と当該反応条件で定常状態に達
した時点における吸収塔流入ガス中の一酸化炭素、二酸
化炭素及び分子状酸素の推定濃度に基づいて吸収塔への
吸収液の供給量を制御したのでは、吸収液量に過不足を
生ずるのを免かれないことを意味する。

【００１０】一方において、反応帯域から流出するガス
中の不凝縮成分に占める二酸化炭素濃度及び分子状酸素
濃度は、運転上の重要な指標であり（例えば特開昭５４
−１６０３３０、Ｕ．Ｓ．Ｐ．４，８３５，０３５参
照）、通常はこれらの濃度をプロセスガスクロマトグラ
フ等により自動的に連続測定している。本発明はこの測
定データを用いて、吸収塔に流入するガス量を正確に算
出しようとするものである。

【００１１】本発明では反応帯域に供給された分子状酸
素含有ガスの各成分のうち、反応帯域及びそれに続く凝
縮器でその量が増減することなく、そのまま吸収塔へ流
入する成分（本明細書では、これを不変量成分と称す
る）を基準として、吸収塔への流入ガス量を算出する。
分子状酸素含有ガスとして空気を用いた場合には、不変
量成分は窒素ガス及び希ガスであり、その濃度は７９％
として差支えない。

【００１２】この不変量成分に着目すると、吸収塔への
流入ガス量（Ｖ Ｎｍ³ ／分、乾燥ガス基準）は次式で
示される。

【００１３】

【数２】 Ｖ₀ ：反応帯域への分子状酸素含有ガスの供給量（Ｎｍ
³ ／分、乾燥ガス基準） Ｆ ：反応帯域へ供給される分子状酸素含有ガス中の不
変量成分の割合（％、乾燥ガス基準） Ａ ：吸収塔への流入ガス中の一酸化炭素濃度（％、乾
燥ガス基準） Ｂ ：吸収塔への流入ガス中の二酸化炭素濃度（％、乾
燥ガス基準） Ｃ ：吸収塔への流入ガス中の分子状酸素濃度（％、乾
燥ガス基準）

【００１４】通常、一酸化炭素濃度と二酸化炭素濃度と
は比例関係にあるので、二酸化炭素濃度と分子状酸素濃
度（前述の如く、これらは重要な運転指標である）を測
定するだけで、下式により吸収塔への流入ガス量をほぼ
正確に算出することができる。

【００１５】

【数３】 Ｆ₁ ：二酸化炭素濃度に対する一酸化炭素濃度の比 （通常、この値は１／３〜１／４である）

【００１６】本発明の好ましい実施の様態では、吸収塔
への流入ガスの一酸化炭素、二酸化炭素及び分子状酸素
濃度を連続的に測定し、この測定値と反応帯域への分子
状酸素含有ガスの供給量とから、コンピュータで時々刻
々における吸収塔流入ガス量を算出し、且つこの算出流
量に基づいて予め設定されている計算式により吸収塔へ
の吸収液の供給量を算出する。通常は吸収塔流入ガス量
と吸収液の必要量とは比例するものとして供給量を算出
して差支えない。このようにして算出された供給液量の
情報はオンラインで吸収液の自動供給制御装置へ伝達さ
れ、供給量が時間遅れなく制御される。従って反応条件
を変化させたり生産レートを変化させた場合でも、吸収
塔への吸収液の供給量を常に過不足なく適正値に制御す
ることができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば吸収塔への流入ガス量
を、ガス流量計を用いずに時々刻々常に正確に算出する
ことができ、従って吸収塔への吸収液の供給量を常に過
不足ない量に制御できるので、吸収塔から排出される吸
収液量を最少限にすることができる。また、吸収液の供
給量を最少限にしても、吸収液不足により酢酸が大気中
に排出されて臭気公害を起すことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する装置の１例である。

【符号の説明】

１ 反応器 ２ 凝縮器 ３ 吸収塔 ４ 空気圧縮機 ５ コンピュータ ６ 一酸化炭素、二酸化炭素、及び分子状酸素の分析
計 ７ 空気流量計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 臭素及び重金属を含む酢酸溶媒にテレフ
   タル酸結晶が懸濁したスラリーが収容されている反応帯
   域に、パラキシレン及び分子状酸素含有ガスを連続的に
   供給してテレフタル酸を生成させ、反応帯域から流出す
   るガスは凝縮器で凝縮性成分の大部分を凝縮させて除い
   たのち、吸収塔で吸収液と接触させて同伴している酢酸
   を除去するテレフタル酸の製造法において、 反応帯域への分子状酸素含有ガスの供給量及びその中の
   不変量ガス成分の濃度、並びに吸収塔に流入するガス中
   の分子状酸素、一酸化炭素及び二酸化炭素濃度に基づい
   て吸収塔に流入するガス流量を算出し、この算出ガス流
   量に基づいて吸収塔に供給する吸収液量を制御すること
   を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 吸収塔に流入するガス中の一酸化炭素濃
   度と二酸化炭素濃度の比率を一定とみなして、反応帯域
   への分子状酸素含有ガスの供給量及びその中の不変量ガ
   ス成分の濃度、並びに吸収塔に流入するガス中の分子状
   酸素及び二酸化炭素濃度に基づいて吸収塔に流入するガ
   ス流量を算出することを特徴とする請求項１記載の方
   法。
3. 【請求項３】 吸収塔に流入するガス流量を下記式
   （１）に基づいて算出することを特徴とする請求項１又
   は２記載の方法。 【数１】吸収塔への流入ガス流量（Ｎｍ³ ／分、乾燥ガ
   ス基準） Ｖ₀ ：反応帯域への分子状酸素含有ガスの供給量（Ｎｍ
   ³ ／分、乾燥ガス基準） Ｆ ：反応帯域に供給される分子状酸素含有ガス中の不
   変量ガス成分の濃度（％、乾燥ガス基準） Ａ ：吸収塔に流入するガス中の一酸化炭素濃度（％、
   乾燥ガス基準） Ｂ ：吸収塔に流入するガス中の二酸化炭素濃度（％、
   乾燥ガス基準） Ｃ ：吸収塔に流入するガス中の分子状酸素濃度（％、
   乾燥ガス基準）