[发明专利]对苯二甲酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及将含有第1分散介质和对苯二甲酸结晶的原浆中的第1分散介质利用第2分散介质置换的对苯二甲酸的制备方法。

背景技术

对苯二甲酸是通过以对二甲苯为代表的对亚苯基化合物的液相氧化反应来制备的。该液相氧化反应通常使用乙酸作为溶剂，作为催化剂使用在钴、锰等金属催化剂中适当加入溴化物或乙醛等促进剂的催化剂。但是，该液相氧化反应的反应生成物中含有4-羧基苯甲醛或对甲基苯甲酸等氧化反应中间体、安息香酸等副产物、以及各种着色性杂质等，所以对于从该反应生成物中分离得到的粗对苯二甲酸来说，为了避免上述杂质的混入并得到高纯度的对苯二甲酸，需要高效精制技术。

作为从液相氧化反应中得到的粗对苯二甲酸的精制技术已知有，将粗对苯二甲酸在高温、高压下溶解在水或含水乙酸中，进行催化氢化处理、脱羰处理、氧化处理、再结晶，或者以对苯二甲酸结晶部分溶解的分散状态进行高温浸渍处理的方法等。在这些方法中，任何一种方法为了除去杂质，都需要将对苯二甲酸结晶从浆液分离的操作。

浆液中的上述杂质在高温下几乎全部溶解在分散介质中，但是在将对苯二甲酸结晶从浆液分离时，将浆液冷却至100℃左右时，这些杂质混合在对苯二甲酸结晶中，难以得到高纯度的对苯二甲酸结晶。因此，在液相氧化反应后将高纯度的对苯二甲酸结晶从浆液分离时，需要在高温、加压条件下进行。

作为将对苯二甲酸结晶从浆液分离的方法最常用的是离心分离法，对于液相氧化反应后的浆液或精制处理后的浆液的情况，也可以使用离心分离法。但是，在离心分离中或离心分离后难以进行结晶的洗涤，另外存在结晶上的分散介质附着量容易变多的问题。

另一方面，作为从上述对苯二甲酸结晶的浆液除去上述杂质的方法，最近提出了利用由重力产生的对苯二甲酸结晶的沉降作用的、使用置换塔的分散介质的置换方法(参考专利文献1)。而且，为了避免置换塔内流体的沟流或反混，提高分散介质的置换效率，提出了在置换塔内部设置搁架的技术(参考专利文献2)。但是，浆液的操作、以及在利用重力沉降的置换塔上设置搁架容易引起搁架上的堆积、开孔部的堵塞或膨胀变形，所以为了稳定运转，存在需要很大劳力等很多困难，因此为了提高置换效率而需要进一步的改进。

因此，本发明人过去提出了一种置换塔，其通过在置换塔的下方设置搅拌装置，并且使下部区域的浆液中的对苯二甲酸含量高于中间区域的浆液中的对苯二甲酸含量，从而实现不需要搁架的简单结构，且具有高置换效率(参考专利文献3)。但是，该置换塔具有：(i)由对苯二甲酸结晶和第1分散介质形成的浆液的导入口、(ii)第2分散介质导入口、(iii)取出由对苯二甲酸结晶和第2分散介质形成的置换浆液的排出口、(iv)取出第1分散介质的排出口等四个出入口，所以流量管理非常繁琐，难以一边保持高置换效率一边继续稳定地运转。特别是对于置换塔的内径为1m以上的实际装置大小的置换塔，更加难以保持高的分散介质的置换效率。

而且，本发明人还提出了在该置换塔中，通过控制置换塔内垂直方向的温度分布中的急剧温度变化区位置，稳定运转置换塔的方法(参考专利文献4)。通过将温度变化区位置作为运转条件的指标，可以稳定运转状态，但是目前希望更高的置换效率，而这种方法还没有记载。

对于搅拌轴贯通下部壁后延伸到搅拌槽下部的搅拌机，已知有用在芳香族羧酸制备的氧化反应器或晶析槽中(参考专利文献5和6)。上述搅拌机与以往的槽上部具有驱动装置且贯通槽上壁的搅拌轴设置在氧化反应器或晶析槽的全长的搅拌机相比，结构简单且小型化，振动和驱动动力小，且有效利用氧化反应器或晶析槽的上部空间，但是没有记载适用于分散介质置换塔中。

专利文献1：特开昭55-87744号公报

专利文献2：特开昭57-53431号公报

专利文献3：特开平8-231465号公报

专利文献4：特开平10-45667号公报

专利文献5：特开2000-44510号公报

专利文献6：特开2002-275122号公报

发明内容

因此，本发明目的是提供对苯二甲酸的制备方法，该制备方法是利用不需要搁架的简单结构的置换塔来制备高纯度对苯二甲酸的方法，该方法通过将浆液中的分散介质的置换效率保持极高，从而能提高得到的对苯二甲酸的质量，特别是能够降低色相值，且能持续稳定地运转。

本发明人为了解决上述目的而进行深入研究，其结果发现，通过在特定条件下进行利用置换塔的分散介质置换，可得到极高置换效率，且容易管理，由此完成本发明。