JP2004239395A

JP2004239395A - スラリー搬送用ヘッダー配管

Info

Publication number: JP2004239395A
Application number: JP2003031064A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nishio; 勝西尾; Katsuhiko Fukui; 勝彦福井; Tomohiko Ogata; 知彦緒方
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】スラリー搬送用ポンプヘッダー配管の分岐部のスラリー滞留を抑制する。
【解決手段】ポンプＰからの主要供給管１を水平部から屈曲させて、その水平部をヘッダー管２とし、そのヘッダー管２から分岐管３を分岐する。スラリーは主要供給管１を流れて、各分岐部分にはスラリーの流れが常にあるため、分岐部におけるスラリーの滞留は極力なくなる。ヘッダー管の末端部の洗浄口５はフランジ６などで開閉可能に閉じて、ヘッダー管２内のスラリーを排出し、洗浄液を送り込んで洗浄を行う。主要供給管１と分岐管３は上向き同一方向として、スラリーを自重でヘッダー管２内に流れさせ、分岐管３などの滞留を少なくし、コンパクト化を図る。主要供給管１及び分岐管３に介設した開閉弁４は、ヘッダー管２までの距離を３０〜４００ｍｍとする。この距離は、スラリー濃度が５重量％以上の芳香族カルボン酸においては滞留が生じにくく、開閉弁４介設用作業スペースを確保できる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、化学物質やその他の物質を溶媒と共に含むスラリーを各処理工程から次工程へ搬送するスラリー搬送用ヘッダー配管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、高純度テレフタル酸等の化学物質を製造する化学工場等では、反応器、熱交換器、貯留槽、晶析槽、分離機、乾燥機など各種の工程を成す化学機器が工程順に設置され、これらの機器間をスラリー搬送配管で接続し、ポンプによりそのスラリー搬送配管を介して各機器から機器へとスラリーを搬送するようになっている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６１６１４号公報図１
【０００４】
この設備において、同一機器を複数並列に設け、生産量に応じてその機器を選択的に使用する、又は保守・修理及び非常時等のような場合に所要の場所にスラリーを送る等のため、図４に示すように、スラリー搬送配管は、ポンプＰから水平部を形成した後、屈曲する管１を、使用頻度の最も高い機器に接続する主要供給管とするとともに、その水平部をヘッダー管２とし、そのヘッダー管２に前記各機器及び所要位置にスラリーを送る分岐管３を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のスラリー搬送用ポンプヘッダー配管は、その設置の際、まず、主要供給管１を最も最適な位置に設け、その後、分岐管３をその引き込み方向に適宜に設けている。このとき、主要供給管１は、一般的に、ポンプＰにでき得る限り近づけて径路を短くしてコストダウンを図ったり、分岐管３は後付けされる場合が多いため、同図に示すように、主要供給管１が各分岐管３の間に位置したり、最もポンプＰ側（上流側）に位置したりしている。
【０００６】
この態様のスラリー搬送用ポンプヘッダー配管にあっては、主要供給管（ヘッダー管）１、２は、常時スラリーが流れるため、その主要供給管１、２にはスラリーの滞留は生じにくく、また、その主要供給管１の屈曲部より前側（上流）からの分岐管３はその分岐部には常に流れがあるため、スラリーの滞留は生じにくい。
【０００７】
しかし、主要供給管１の屈曲部より後側（下流）からの分岐管３（図４の右端の分岐管３）には主要供給管１の流れが伝わりにくく、スラリーの滞留が生じやすい。滞留は管３の閉塞を招き、その分岐管３を使用しようとした際、その使用ができないこととなる。
【０００８】
また、各管１，３には開閉弁４が介設されるが、その開閉弁４の位置は、取付け易さ等から、ヘッダー管２から大きく離れた所となっている。このため、ヘッダー管２から開閉弁４までの管内にスラリーの滞留が生じ易く、管３の閉塞を招いている。
【０００９】
この発明は、スラリーの滞留を極力なくすことを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、常にスラリーの流れがある部分から分岐するようにしたのである。分岐部分にスラリーの流れが常にあれば、その分岐部におけるスラリーの滞留は極力なくなる。
【００１１】
具体的には、ヘッダー管に使用頻度の最も高い主要供給管とそれより使用頻度の低い分岐管を接続した、流動性のスラリーを輸送するスラリー搬送用へッダー配管において、前記主要供給管を前記ヘッダー管の末端に接続し、各分岐管はその主要供給管の接続部より上流側に接続した構成を採用する。
【００１２】
このとき、上記主要供給管を水平部から屈曲させて、その水平部をヘッダー管とすることができる。この場合、主要供給管の水平部の末端部に洗浄口を設け、その洗浄口をバルブやフランジなどで開閉可能に閉じたものとすれば、この洗浄口から、ヘッダー管内のスラリーを排出できるとともに、洗浄液をヘッダー管内に送り込むことにより、ヘッダー管の洗浄が可能となる。また、上記主要供給管と分岐管が同一方向、特に上向きとすれば、スラリーが自重でヘッダー管内に流れて、分岐管などに滞留することが少なくなるとともに、同一方向であるため、配管そのものがコンパクトになる。
【００１３】
この構成のスラリー搬送用ヘッダー配管構造は、スラリーの滞留を極力押えるため、例えば、芳香族カルボン酸はそのスラリー濃度が５重量％以上であると、その粘性から滞留し易いが、このスラリー搬送用ヘッダー配管を使用すれば、その滞留を抑えることができる。このとき、主要供給管及び分岐管に開閉弁をそれぞれ介設した場合には、その各開閉弁から上記ヘッダー管までの距離は、滞留抑止の目的を達するにはできるだけ短いことが好ましいが、施工性、操作性などにより、適宜に決定し、例えば、３０〜４００ｍｍとする。この距離は、スラリー濃度が５重量％以上の芳香族カルボン酸においては滞留が生じにくく、また、開閉弁を介設するための作業スペースを確保する。
【００１４】
このスラリー搬送用ヘッダー配管は、所定の原料化学物質を溶媒や触媒と混合処理し、その後必要な条件下で反応、晶析、分離を含む必要な処理をする機器をスラリー搬送配管を介して結び、これらの処理を経て所望の生成化学物質を製造する設備において、そのスラリー搬送配管の必要な任意のものに採用できる。その化学設備としては、例えば、生成化学物質をパラキシレンとし、溶媒として酢酸を用いてテレフタル酸を製造するテレフタル酸製造設備や、生成化学物質を粗テレフタル酸とし、溶媒として水を用いて高純度テレフタル酸を製造する高純度テレフタル酸製造設備を挙げることができる。
【００１５】
【実施の形態】
この実施の形態は、図１に示す、テレフタル酸製造設備についてのものであり、パラキシレン（ＰＸ）と溶媒の酢酸と、触媒が酸化反応器１１へ送られ、この反応器１１へ分子状酸素含有ガスを供給して１４０〜２１０℃程の温度で酸化処理される。この反応器１１で発生するガス成分は、図示していないが、反応器１１から抜き出されて熱交換器で酢酸等を凝縮分離した後排出され、凝縮液は反応器１１へ還流される。
【００１６】
酸化反応器１１で酸化処理されたスラリー物質はスラリー搬送管Ｌ_２を経て晶析槽１２へ送られる。晶析槽１２では前記スラリー物質が晶析される。晶析の条件は、析出する固形分の収率、同固形分の純度等を勘案して選ばれ、一般に温度８０〜１９０℃、圧力０．１〜１．５ＭＰａとして実施される。図示省略しているが、晶析の段数も、複数段とするのが好ましい。
【００１７】
晶析されたスラリー物質は、スラリー搬送管Ｌ_３を経て固液分離・洗浄工程１３へ送られ、ここで液体成分と固体成分とに分離され、固体成分は洗浄後スラリー搬送管Ｌ_４を経て乾燥機１４へ送られ乾燥されて粗テレフタル酸となる。
【００１８】
この粗テレフタル酸は、混合・溶解工程１５に送られ、ここで、水を含む液体を加えてスラリー化され、これを加熱溶解した液を水添反応器１６へ送り、水素添加触媒の存在下に水添処理を行う。この水添処理により得られた反応物は晶析槽１７へ送られ、晶析槽１７で晶析される。晶析されたスラリー物質は、スラリー搬送管Ｌ_８を経て固液分離・洗浄工程１８へ送られ、ここで液体成分と固体成分とに分離され、固体成分は洗浄後スラリー搬送管Ｌ_９を経て乾燥機１９へ送られ乾燥されて高純度テレフタル酸（ＰＴＡ）となる。
【００１９】
このテレフタル酸製造設備において、ポンプＰが介設されるスラリー搬送管は、この発明に係わるスラリー搬送用ポンプヘッダー配管構造となっている。このスラリー搬送用ポンプヘッダー配管構造は、図２に示すように、ポンプＰから立ち上がった主要供給管１に水平部を形成してヘッダー管２とした後、上方に屈曲させ、各分岐管３はそのヘッダー管２から上方の同一方向に分岐している。分岐管３は図示鎖線のように主要供給管１の立ち上がり部から水平部（ヘッダー部２）への屈曲部から分岐させることもできる。
【００２０】
主要供給管１のヘッダー管２の末端部には洗浄口５を設け、その洗浄口５をフランジ６で開閉可能に閉じている。フランジ６に代えて、バルブ好ましくはボール弁とすることができる。この洗浄口５からは、ヘッダー管２内のスラリーを排出するとともに、ヘッダー管２内に洗浄液を送り込んで洗浄を行う。主要供給管１及び分岐管３には開閉弁４をそれぞれ介設し、その各開閉弁４からヘッダー管２までの距離は３０〜４００ｍｍとする。
【００２１】
このスラリー搬送用ポンプヘッダー配管構造では、主要供給管１にはほぼ常時スラリーの流れがあるため、その分岐部におけるスラリーの滞留は極力少ない。
また、各開閉弁４からヘッダー管２までの距離も極力短いため、常時のスラリー流れと相俟ってその間の管３内にスラリーが滞留することも極力少ない。
【００２２】
主要供給管１は、図３に示すように、屈曲部を形成せずに、所要位置まで水平状態とすることができる。
【００２３】
なお、この製造設備では、化学物質系のスラリーが搬送されるため、その搬送管１，２，３には耐食性のものを使用する。例として、ステンレス鋼、チタン鋼、ハステロイ（ニッケル基耐食合金）等のいずれでもよいが、特にステンレス鋼、チタン鋼が好ましい。また、スラリーとは、スラリー固形分とスラリー溶媒が混合された流動状のものであり、その「スラリー固形分」は粉末状であれば何でもよい。例えば、平均粒径１０〜３００μｍ、密度１〜２ｇ／ｃｍ^３の粉末状物質で、炭素粉、シリカ粉、金属粒等の無機系の粉末、芳香族カルボン酸等の有機系の粉末のいずれかが挙げられる。「スラリー溶媒」には、水、有機溶媒、それらの混合物等が含まれる。なお、スラリーを形成する条件として固形分の密度が溶媒の密度より高く、溶媒と固形分の密度差が０〜１ｇ／ｃｍ^３であればよい。スラリー搬送管（主要供給管）１内を流れるスラリーの濃度は、通常３重量％以上〜５０重量％以下、好ましくは５重量％以上〜４０重量％以下、より好ましくは１０重量％以上とする。スラリー濃度が低過ぎると、この発明のメリットが小さく、スラリー濃度が高過ぎると搬送管内で閉塞が発生し、プラントが機能しなくなるため、上記スラリー濃度に設計することが好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
この発明は、以上のようにして、分岐管の分岐部におけるスラリーの滞留を抑えるようにしたので、搬送管の閉塞などの不都合が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態を採用したテレフタル酸の製造設備の全体概略系統図
【図２】同実施形態の概略図
【図３】他の実施形態の概略図
【図４】従来例の概略図
【符号の説明】
１主要供給管（スラリー搬送管）
２ヘッダー管
３分岐管
４開閉弁
５洗浄口
Ｐポンプ

Claims

ヘッダー管に使用頻度の最も高い主要供給管とそれより使用頻度の低い分岐管を接続した、流動性のスラリーを搬送するスラリー搬送用へッダー配管において、
上記主要供給管を上記ヘッダー管の末端に接続し、各分岐管はその主要供給管の接続部より上流側に接続したことを特徴とするスラリー搬送用ヘッダー配管。
上記主要供給管を水平部から屈曲させて、その水平部をヘッダー管としたことを特徴とする請求項１に記載のスラリー搬送用ヘッダー配管。
上記主要供給管の水平部の末端部に洗浄口を設け、その洗浄口を開閉可能に閉じたことを特徴とする請求項２に記載のスラリー搬送用ヘッダー配管。
上記主要供給管と分岐管が同一方向に向いていることを特徴とする請求項２又は３に記載のスラリー搬送用ヘッダー配管。
芳香族カルボン酸のスラリー搬送用ヘッダー配管であって、そのスラリー濃度が５重量％以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスラリー搬送用ヘッダー配管。
上記主要供給管及び分岐管に開閉弁がそれぞれ介設され、その各開閉弁から上記ヘッダー管までの距離が３０〜４００ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスラリー搬送用ヘッダー配管。
所定の原料化学物質を溶媒や触媒と混合処理し、その後必要な条件下で反応、晶析、分離を含む必要な処理をする機器をスラリー搬送配管を介して結び、これらの処理を経て所望の生成化学物質を製造する設備であって、前記スラリー搬送配管の必要な任意のものを、請求項１乃至６のいずれかに記載のスラリー搬送用ヘッダー配管としたことを特徴とする化学物質製造設備。
請求項７に記載の化学物質製造設備において、上記原料化学物質をパラキシレンとし、溶媒として酢酸を用いてテレフタル酸を製造するようにしたことを特徴とするテレフタル酸製造設備。
請求項７に記載の化学物質製造設備において、上記原料化学物質を粗テレフタル酸とし、溶媒として水を用いて高純度テレフタル酸を製造するようにしたことを特徴とする高純度テレフタル酸製造設備。