KR100518258B1 - 분산매체치환장치를사용한고순도테레프탈산의제조방법 - Google Patents

Abstract

하부에 균일분산을 위한 교반장치를 구비하여,

제1분산매체와 테레프탈산 결정으로 된 본래의 슬러리를 상부로부터 혼입하고, 제2분산매체를 하부로부터 도입하며, 하부로부터 주로 테레프탈산 결정과 제2분산매체로 된 치환슬러리를 빼내고, 정상부로부터 주로 제1분산매체를 빼내는 분산매체 치환장치를 사용한 고순도 테레프탈산의 제조방법으로서, (i) 하부의 균일분산된 슬러리농도를 장치 중간부의 슬러리농도 보다도 고농도로 유지하는 단계와, (ii) 장치내의 세로방향의 온도분포를 상부를 고온으로 유지하여 온도변화 영역을 형성하는 단계와, (iii) 그 온도변화영역의 위치에 따라 제2분산매체의 도입량 및 치환슬러리의 빼내는 양 중 적어도 한가지 이상을 제어하는 단계를 특징으로 하는 고순도 테레프탈산의 제조방법을 제공한다. 이 방법은 고치환효율로 안정적으로 운전하는 방법이다.

Description

분산매체 치환장치를 사용한 고순도 테레프탈산의 제조방법

본 발명은 분산매체 치환장치를 사용한 고순도 테레프탈산의 제조방법에 관한 것이며, 더 상세하게는 액상산화반응에 의해 얻어진 크루드(crude) 테레프탈산결정슬러리(slurry) 혹은 크루드 테레프탈산을 촉매수소화처리, 재결정처리함으로써 얻어진 불순물이 많은 테레프탈산결정슬러리의 분산매체를 다른 용매와 치환하여 테레프탈산을 정제하는 고순도 테레프탈산의 제조방법에 관한 것이다.

테레프탈산은 p-크실렌을 대표로 하는 p-알킬벤젠 등의 p-페닐렌화합물의 액상산화반응에 의해 제조되지만 통상은 아세트산을 용매로 해서 코발트, 망간 등의 촉매 또는 필요에 따라 이들에 브롬화합물, 아세트알데히드와 같은 촉진제를 첨가한 촉매가 사용된다.

그러나 이 반응은 아세트산을 용매로 하고 반응생성물에 4-카르복시벤즈알데히드(4CBA), p-톨루산(p-TOL )등의 불순물을 포함하기 때문에 고순도의 테레프탈산을 얻기 위해서는 고도의 정제기술을 필요로 한다.

액상산화반응으로 얻어진 크루드 테레프탈산을 정제하는 방법으로서 크루드테레프탈산을 아세트산이나 물 혹은 이들 혼합용매 등에 고온 고압 하에서 용해시켜 촉매수소화처리, 탈카르보닐화처리, 산화처리, 재결정처리나 테레프탈산결정이 일부 용해한 슬러리상태에서의 고온 침지처리 등의 각종의 처리를 행하는 방법이 알려져 있다.

이와 같은 액상산화반응에 의한 크루드 테레프탈산의 제조, 혹은 그 정제에 있어서는 어느 경우에도 최종적으로는 테레프탈산결정을 분산매체로부터 분리하는 조작이 필요하다.

그런데 산화반응생성물이나 크루드 테레프탈산슬러리를 정제 처리한 슬러리의 경우 불순물로서 존재하는 4CBA나 p-TOL등의 산화중간체 혹은 착색원인물질 등은 고온에서는 거의가 용매 중에 용해되어 있으나 테레프탈산용액을 100℃ 전후까지 냉각시켜서 테레프탈산결정을 포함하는 슬러리를 형성하면 이들 불순물은 테레프탈산결정 중에 들어가게 되어 고순도의 테레프탈산을 얻는 것은 곤란하다.

따라서 상기 산화반응 후의 크루드 테레프탈산 슬러리 혹은 크루드 테레프탈산의 정제처리 후의 슬러리에 있어서 고순도 테레프탈산을 분산매체로부터 분리하기 위해서는 고온가압의 조건하에서 수행하는 것이 필요하다.

결정을 포함하는 슬러리로부터 분산매체를 분리하는 방법으로서 가장 일반적으로 사용되고 있는 것은 원심분리법이며 테레프탈산결정슬러리의 경우 원심분리법이 광범위하게 사용되고 있다.

원심분리법은 고속회전하고 있는 바스켓(basket)중에 슬러리용액을 도입하여 분산매체를 상부로 넘쳐흐르게 해서 결정은 하부로 유도하는 방법이지만 원심분리기의 구조상 및 기능상의 제약으로부터 고온 고압 하에서의 연속운전은 몇 가지의 곤란을 수반하는 것이 알려져 있다.

우선 원심분리 중 또는 분리후의 결정의 세척이 어렵기 때문에 결정에의 분산매체 부착량이 많게 되기 쉽다. 이 문제를 제거하기 위하여 통상은 원심 분리된 테레프탈산 결정의 케이크(cake)를 다시 신선한 고온용매로 슬러리화하는 방법이 사용되고 있으나 분리조작을 한번 더 하지 않으면 안되는 과제를 남기고 있다. 다시또 고온 고압에서 고속회전을 하기 때문에 원심분리기의 보전, 보수가 번잡 및 곤란하기 때문에 그에 대한 투자가 증대하고 이 분야의 기술로서는 고도화되어 있다고는 말할 수 없다.

원심분리법에 대신하는 분리법으로서 최근에 중력에 의한 테레프탈산결정의 침강작용을 이용한 분산매체 치환장치가 제안되어 있다. 예를 들면 일본국 특개소 55-87744호, 특개소 57-53431호의 각 공보에는 장치내 유체의 편류(channelling)나 역혼합(back mixing)을 회피해서 치환효율을 높이기 위해 분산매체 치환장치의 내부에 수평선반을 설치하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 슬러리를 취급하고 더구나 중력침강을 이용한 장치에서 이와 같은 수평선반을 설치하는 것은 선반에의 퇴적, 구멍이 있는 부의 폐색이나 팽창작용을 일으키기 쉽고 운전의 안정화에는 다대한 노력을 필요로 하는 등 많은 곤란을 수반하여 이것도 고도화된 기술이라고는 말할 수 없다.

본 발명자 등은 앞서 분산매체 치환장치의 하부에 교반장치를 설치하고 다시 또 하부의 슬러리농도를 장치중간부의 슬러리농도보다도 고농도로 유지함으로써 수평선반을 필요로 하지 않고 간편하면서 충분한 성능을 갖고 분산매체를 치환할 수 있는 것을 발견하고 특허출원을 하였다(EP A 719576)

그러나 이 분산매체 치환장치에서는 ① 제 1분산매체와 테레프탈산 결정으로된 본래의 슬러리를 공급하는 공급구, ② 제 2분산매체를 도입하는 공급구, ③ 주로 테레프탈산결정과 제 2분산매체로 된 치환슬러리를 빼내는 배출구, ④ 주로 제 1분산매체를 빼내는 배출구의 4개의 출입구가 있고 ①의 공급량이외는 자유롭게 변경할 수 있으나 이것은 운전의 유연성을 발생시킴과 동시에 분산매체 치환효율 등의 성능에 영향을 주게되므로 유량관리가 상당히 번잡하고 분산매체 치환장치를 안정하게 운전하는 것이 곤란했었다.

본 발명자 등은 상기와 같이 실제의 장치로서는 극히 현실적으로 곤란한 분산매체 치환장치에 대해 예의 검토한 결과 분산매체 치환장치 내부의 온도분포를 상부가 고온이 되도록 하면 급격한 온도변화를 보이는 영역이 존재하고 이 온도영역을 유지하도록 제 2분산매체의 도입량 및/또는 치환슬러리의 빼내는 양을 제어함으로써 용이하게 분산매체 치환장치를 높은 치환효율로 관리할 수 있는 것을 알아내어 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명은 하부에 균일분산을 위한 교반장치를 구비하여, 제1분산매체와 테레프탈산 결정으로 된 본래의 슬러리를 상부로부터 혼입하고, 제2분산매체를 하부로부터 도입하며, 하부로부터 주로 테레프탈산 결정과 제2분산매체로 된 치환슬러리를 빼내고, 정상부로부터 주로 제1 분산매체를 빼내는 분산매체 치환장치를 사용한 고순도 테레프탈산의 제조방법으로서, (i) 하부의 균일분산된 슬러리농도를 장치 중간부의 슬러리농도 보다도 고농도로 유지하는 단계와, (ii) 장치내의 세로방향의 온도분포를 상부를 고온으로 유지하여 온도변화 영역을 형성하는 단계와, (iii) 그 온도변화영역의 위치에 따라 제2 분산매체의 도입량 및 치환슬러리의 빼내는 양 중 적어도 한가지 이상을 제어하는 단계를 특징으로 하는 고순도 테레프탈산의 제조방법에 관계한다.

본 발명에 있어서 분산매체 치환장치는 액상산화반응에 의해 얻어진 크루드 테레프탈산 결정슬러리 또는 크루드 테레프탈산을 촉매수소화 처리, 재결정처리함으로써 얻어진 불순물이 많은 테레프탈산 결정슬러리의 처리에 사용된다.

일반적으로 액상산화반응에는 아세트산 용매가 사용되는 일이 많고 촉매수소화처리에서는 물 용매가 사용되는 일이 많다. 이와 같은 경우에 있어서 크루드 테레프탈산 결정슬러리를 분산매체 치환장치에서 용매로 치환 처리하는 경우에는 제1분산매체는 아세트산이 되고 제2분산매체는 물이 된다.

또 본 발명에 있어서의 분산매체 치환장치는 테레프탈산 결정슬러리의 정제에 사용할 수도 있고, 예를 들면 상기와 같이 촉매수소화 처리에 의해 얻어진 테레프탈산 결정슬러리를 정제 처리하는 경우에는 제1분산매체, 제2분산매체 두가지 모두 물이 된다.

이와 같이 제1 분산매체, 즉 치환되는 분산매체는 제2분산매체 즉, 치환하는 분산매체와 동일한 것이라도 되고 다른 것이라도 된다.

본 발명에 있어서는 분산매체 치환장치는 내부에 선반 등을 특별히 필요로 하지 않고 통상은 공탑이 사용된다. 또 분산매체 치환장치의 하부에 설치되는 교반장치는 실질적으로 장치하부를 균일 분산화 할 수 있는 장치이면 되고 각종 교반날개가 부착된 소위 교반기라도, 하부에 혼합류를 발생시키는 순환펌프와 같은 것이라도 사용할 수 있다. 또 교반을 촉진하기 위한 배플판(baffle plate)을 넣는 것도 아주 적당히 행해진다.

이때 장치하부의 슬러리농도를 높게 유지하는 것은 하부에 공급하는 분산매체와 빼내는 슬러리 유량을 제어함으로써 수행할 수 있다.

분산매체 치환장치에서 높은 치환효율을 유지하기 위해 장치 내에서 미약한 상승류를 발생시키는 것이 특히 바람직하다. 만일 장치 내부에 하강류가 생긴 경우 전술한 ④를 통하여 배출시켜야할 제 1분산매체의 일부가 ③의 치환슬러리 배출구의 흐름에 혼입된다. 이것은 슬러리의 제1분산매체를 제2분산매체로 치환한다고 하는 목적을 저해하는 요인이 된다. 따라서 이와 같은 장치 내부의 하강류는 절대로 피하지 않으면 안된다. 또 분산매체 치환장치의 성능은 상승류의 대소에 의해 크게 변화하는 것이 알려져 있다.

그러나 분산매체 치환장치내에서의 흐름은 예를 들면 ②의 제 2분산매체 공급액량과 ③의 치환슬러리 중의 액체 성분의 빼내는 액량의 차이분이 되고 독립된 유량으로서 조작할 수는 없다. 더구나 성가시게도 치환슬러리 중의 액성분의 유량을 알기 위해서는 치환슬러리의 고체농도를 실시간으로 알 필요가 있다. 이 슬러리 농도는 검출되는 물리량 중에서는 오차가 많은 물리량으로서 더구나 이것을 실시간으로 검출하는 것은 극히 곤란하다. 물론 변동을 각오하면 검출되지 않을 것은 없지만 관리해야할 장치내의 상승유량은 차이분의 기초가 되는 주 유량의 1/10정도의 미약한 흐름이기 때문에 이것에 따른 정밀도가 필요하다.

물론 상승류를 증가시키면 관리는 용이하게 된다. 그러나, 상승류를 증가시키면 결과적으로 ④로부터 배출되는 제1분산매체의 양이 증가하게 된다. 제1분산매체는 최종적으로는 방출물로 되어 장치의 외부로 배출된다. 따라서, 배수량을 적게 억제하고 싶다는 관점에서 보면 상승류를 제한하지 않을 수 없다.

본 발명의 방법에 의해 장치 상부를 장치 하부에 대해서 상대적으로 고온으로 유지하고 저면부의 슬러리농도를 중간부에 대해서 상대적으로 고농도로 유지함으로써 특징적인 온도분포, 즉 상하방향으로 대단히 급격한 온도변화를 보이는 영역이 되는 것이 확인되었다.

통상 공탑에 유체를 충만시키고 미량의 흐름을 갖게 하면서 상부와 하부에 온도차이를 부여한 경우에는 상부로부터 하부에 걸쳐서 완만한 구배를 갖는 온도분포를 보이는 것이 상식이지만 이와 같은 급격한 온도변화를 나타내는 것은 전혀 상식을 뒤집는 것이다.

발명자 등이 이 급격한 온도변화 영역에 대해서 검토한 결과 이 급격한 온도변화를 보이는 영역의 위치는 내부의 상승류에 민감하게 반응한다는 것이 명백해졌고 동시에 이 영역의 위치를 제어함으로써 내부의 상승류를 제어할 수 있는 것을 알아냈다.

이 영역의 위치는 상승류가 커지면 높게되고 상승류가 작아지면 낮게된다. 따라서 이 영역이 낮게된 것을 검지하면 이것은 상승유량이 적게된 것이며 이 경우에는 상승유량을 증가시키는 처리 예를 들면 제2분산매체량을 증가시키던가 혹은 치환슬러리의 빼내는 유량을 감소시키는 조작을 함으로써 상승류가 크게되고 분산매체 치환장치에 있어서 높은 치환효율이 유지된다.

장치의 상하에 온도차이를 부여하는 조작, 즉 장치내의 세로방향의 온도분포를 상부가 고온이 되도록 하는 조작은 예를 들면 제 2의 분산매체의 온도를 공급슬러리의 온도보다 낮게 함으로써 할 수 있다. 이와 같은 운전방법을 채용하면 분산매체 치환장치의 치환효율을 높게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 저면부의 슬러리의 분산매체의 비중이 공급슬러리 중의 분산매체의 비중보다 높게되어 보다 안정된 치환계를 형성한다.

분산매체 치환장치는 구조가 간단하고 폐쇄계의 장치인 것 때문에 가압에서의 운전이 용이하고 운전압력 하에서의 각 분산매체의 비점 이하의 온도에서 아주 적당히 사용된다.

분산매체 치환장치에는 2개의 공급구와 2개의 배출구가 있고 높은 치환효율을 유지하기 위해 각각의 공급구와 배출구의 유량관리가 상당히 번잡했으나 본 발명의 방법에 의해 분산매체 치환장치의 관리가 용이하게 되고 높은 치환효율을 안정적으로 유지할 수 있다.

이상과 같이 분산매체 치환장치의 상부에 분산매체의 치환이 필요한 슬러리의 도입구를 설치하고 탑저면에는 소망의 분산매체 공급부를 형성하고 그 분산매체 공급부를 균일 분산 상태로 하고 그 슬러리 농도를 통 형상 탑내부의 슬러리 농도보다 높게 하는 분산매체 치환장치에 있어서, 장치 내의 세로방향의 온도분포가 상부는 고온이 되게하고 각 운전시의 장치 내의 세로방향의 온도분포를 검출하여 그 온도변화 영역의 위치에 의해 제2분산매체의 도입량 또는 치환슬러리의 빼내는 양을 제어함으로써 분산매체 치환장치를 용이하게 높은 치환효율로 안정적으로 운전할 수가 있다.

본 발명의 방법은 온도변화 영역에 의해 제어하는 방법이기 때문에 간단하고 용이하게 할 수가 있고 높은 신뢰성이 얻어지기 때문에 공업적으로 극히 우수한 방법이다.

본 발명의 방법을 사용하여 분산매체 치환장치의 운전을 함으로써 테레프탈산 제조장치에 있어서 원심분리기 등을 사용하지 않고 용매 치환이나 테레프탈산 결정 슬러리의 정제를 안정적으로 할 수가 있게 되고 극히 유리한 테레프탈산 제조공정이 확립된다.

다음에 실시예에 의해 본 발명을 다시또 구체적으로 설명한다. 단 본 발명은 다음의 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1은 실시예에서 사용된 고순도 테레프탈산의 제조방법의 공정과 분산매체 치환장치의 흐름을 나타낸다. 도 1에 있어서 산화공정에서 통상 아세트산 용매를 사용해서 p-크실렌 등의 액상산화반응이 행해지고 결정화공정에서 냉각에 의해 크루드 테레프탈산이 석출된다. 얻어진 크루드 테레프탈산은 분리공정에서 통상 원심분리기를 사용해서 그 결정이 분리되고 다시또 건조공정에서 건조 후 수소첨가공정에서 물 용매하의 촉매수소화반응에 의해 정제되어 정제 테레프탈산이 되고 다음의 결정화 공정에서 정제 테레프탈산의 슬러리가 얻어진다.

도 1은 결정화공정에서 얻어진 정제테레프탈산의 슬러리를 분산매체치환탑(A)에서 처리하는 경우의 분산매체 치환장치의 흐름을 나타낸다.

분산매체 치환장치는 분산매체치환탑(A)을 중심으로 해서 이 탑에 본래의 슬러리탱크(8), 제2 분산매체를 공급하는 치환분산매체탱크(11), 배출되는 치환된 제1분산매체를 수용하는 분산매체 넘침탱크(9) 및 빼내진 슬러리를 수용하는 치환슬러리탱크(10)가 접속되어 있고 필요한 액체공급 및 교반용 펌프로 구성되어 있다.

분산매체 치환탑(A)은 수직방향으로 긴 구조로 된 내경 100mm의 스테인레스 스틸제 통형상 탑을 사용했다.

분산매체 치환장치의 상부에는 본래의 슬러리가 도입되고 본래의 슬러리탱크(8)에 접속되는 슬러리수용 입구(2)와 치환탑 상부로 뻗는 슬러리 도입구(3)로 이루어지고 슬러리 도입구(3)의 말단에는 슬러리분산을 돕는 분산판(4)이 설치되어있다.

제 1의 분산매체와 테레프탈산 결정으로 된 본래의 슬러리는 본래의 슬러리탱크(8)로부터 펌프(12)를 경유해서 본래의 슬러리수용 입구(2)에 도달하고 슬러리 도입구(2)로부터 치환탑 상부로 살포된다. 살포 된 슬러리 중 테레프탈산 결정은 대략 통형상탑(1)에 침강하고 제 1의 분산매체와 테레프탈산 결정 내의 일부에서 특히 미세한 것에 대해서는 치환탑 상부측면의 제 1의 분산매체 넘침부(5)로부터 분산매체 넘침탱크(9)로 넘쳐흐른다.

탑의 하단측에는 교반용 펌프(13)가 접속되어 있고 치환슬러리 빼냄부(7a)로부터 펌프(13)를 통해서 순환복귀구(7b)에 이르는 순환류에 의해 치환탑의 하단부분을 교반한다. 치환탑 하단부분으로부터의 치환을 종료한 슬러리의 빼냄은 교반용 펌프(13)의 토출구로부터 분기된 라인을 통하여 수행한 후 빼내진 슬러리는 치환슬러리탱크(10)에 저장된다. 치환하는 제 2의 분산매체는 치환분산 매체탱크(11)로부터 수송펌프(14)를 경유하여 치환탑 하단부 측면의 치환분산매체 공급구(6)로부터 공급된다.

분산매체 치환탑(A)내에는 상단으로부터 하단에 걸쳐서 온도계를 삽입하기 위한 온도측정용 관(19)을 설치하고 분산매체 치환탑(A)의 세로방향의 온도분포를 상세히 측정했다.

이와 같은 장치를 사용해서 크루드 테레프탈산을 물용매 하에서 접촉수소첨가, 재결정에 의해 정제함으로써 얻어진 테레프탈산 결정 슬러리의 분산매체를 신선한 물로 치환했다.

여기서 사용한 크루드 테레프탈산은 상업규모의 장치를 사용해서 함수아세트산 중에서 p-크실렌을 공기 산화시켜 결정화 후, 분리 건조해서 제조했다. 촉매에는 아세트산망간, 아세트산코발트 및 브롬화수소산을 사용했다. 산화반응온도는 200℃, 압력은 16기압이었다.

이 크루드 테레프탈산 결정을 더운물에 용해시켜 280℃에서 수소 존재 하에 활성탄에 담지시킨 팔라듐촉매의 충전탱크에 통과시킴으로써 불순물을 촉매수소첨가 처리한 후 직렬로 연결된 결정화탱크에 도입해서 순차로 감압하여 100℃까지 냉각시킨 것을 채취해서 원료슬러리로 하고 본래의 슬러리탱크(8)에 공급했다.

우선 치환탑 하단부에 정제 테레프탈산 결정을 투입하여 여기에 물을 치환분산 수송펌프(14)에 의해 열교환기(15)를 통해서 100℃로 가열해서 공급하고, 교반용 펌프(13)를 가동시켜서 교반개시하여 테레프탈산 결정 농도가 30중량%가 되도록 분산시켰다. 슬러리분산매체넘침부(5)까지 액면이 도달한때 본래의 슬러리수송펌프(12)를 가동시키고 본래의 슬러리 공급을 개시함과 동시에 치환슬러리 탱크(10)로의 빼냄을 개시했다. 원료의 크루드 테레프탈산 결정 슬러리는 도중에 열교환기(17)에서 150℃로 가열했다.

또 저면부의 슬러리농도는 온라인 밀도계(16)로 검지된 밀도로부터 환산해서 구하는 한편 교반용 펌프(13)의 토출용 샘플링구(18)로부터 1시간마다 슬러리를 샘플링해서 분리 건조시켜 슬러리농도를 산출했다.

각 공급량 및 빼냄량은 다음과 같이했다.

본래의 슬러리공급량 40.5kg/h

제 2분산매체공급량 31.7kg/h

넘침분산매체빼냄량 38.0kg/h

치환후슬러리빼냄량 37.7kg/h

이때 공급슬러리 농도는 30%로 조정하고 빼냄슬러리 농도를 32%로 하고 장치 내부의 상승유량을 단면적으로 나눈 상승선속도를 0.76m/h가 되도록 설정했다.

시험을 시작한 30분 후에 도 2와 같이 분산매체치환탑(A)내에 세로방향의 급격한 온도변화를 나타내는 영역이 장치내 최저면부로부터 120~170mm의 사이에 뚜렷하게 확인되었다. 이 후 이 영역이 내려가면 치환분산매체 공급구(6)로부터의 제2분산매체의 유량을 증가시키고 올라가면 유량을 내려서 일정한 위치가 되도록 조정했다.

몇시간 운전을 계속해서 치환계 내의 액의 흐름이 충분히 정상상태로 달하고부터 분산매체치환탑(A)에 도입한 슬러리의 분산매체 중의 벤조산농도와 테레프탈산결정 슬러리탱크(10)내의 액의 분산매체 중의 벤조산농도를 분석했다.

분산매체 치환장치의 치환율은 원료슬러리 분산매체 중의 벤조산량에 대해 치환되어서 슬러리분산매체 넘침부(5)로부터 넘쳐흐른 분산매체 중에 포함되는 벤조산량, 즉 주류의 테레프탈산 결정을 많이 포함하는 흐름으로부터 치환해서 분리된 벤조산량의 백분율로 정의한다.

1시간마다 샘플링을 기초로 치환율 변화를 시간경과로 측정한 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

표 1의 결과로부터 치환율은 극히 안정되어 있고 상승선속도를 관리하는 수단으로서 분산매체 치환탑(A) 내에 있어서의 세로방향의 온도분포를 측정하여 급격한 온도변화를 나타내는 영역이 항상 같은 위치가 되도록 제 2분산매체의 유량을 조정함으로써 안정된 치환율을 유지할 수 있는 것을 알 수 있다.

비교예

실시예와 같은 장치, 같은 유량조건에서 온라인밀도계(16)로 검지된 밀도로부터 치환슬러리농도를 계산하고, 그 유량과 치환슬러리농도로부터 분산매체유량을 추정하여 제 2분산매체 유량과 치환슬러리 중의 추정된 분산매체유량의 차이로부터 구한 상승선속도에 기초해서 관리하도록 운전했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

표 2의 결과로부터 명백한 바와 같이 온라인 밀도계(16)로 검지된 밀도는 수% 정도의 오차가 있고 이 오차에 의해 제2분산매체 유량과 치환슬러리 중의 추정된 분산매체 유량의 차이의 오차가 확대되기 때문에 치환율의 변동도 실시예에 비해 극도로 컸다.

이상과 같이 분산매체 치환장치의 상부에 분산매체의 치환에 필요한 슬러리 도입구를 설치하고 탑저면에는 소망의 분산매체 공급부를 형성하고 그 분산매체 공급부를 균일 분산상태로 하고 그 슬러리농도를 통형상 탑 내부의 슬러리농도보다 높게 하는 분산매체 치환장치에 있어서, 장치내의 세로방향의 온도분포가 상부가 고온이 되게 하고 각 운전시에 있어서의 장치내의 세로방향의 온도분포를 검출하여 그 온도변화영역에 의해 제 2분산매체의 도입량 또는 치환슬러리의 빼내는 양을 제어함으로써 분산매체 치환장치를 용이하게 높은 치환효율로 안정적으로 운전할 수 있다.

온도변화영역에 의해 제어하는 본 발명의 방법은 간단하고 용이하게 시행할 수가 있고 높은 신뢰성이 얻어지는 것 때문에 공업적으로 극히 우수한 방법이다.

본 발명의 방법을 사용해서 분산매체 치환장치의 운전을 함으로써 테레프탈산결정 슬러리의 정제를 안정적으로 할 수가 있게 되고 극히 유리한 테레프탈산 제조공정이 확립된다.

도 1은 본 발명에 있어서의 고순도 테레프탈산의 제조방법의 공정과 분산매체 치환장치의 흐름의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 2는 실시예 1에 있어서의 분산매체 치환장치내부의 온도분포의 측정결과를 나타낸다.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

A. 분산매체 치환탑

1. 통형상 탑 2. 본래의 슬러리 수용입구

3. 본래의 슬러리 도입구 4. 분산판

5. 슬러리 분산매체 넘침부 6. 치환 분산매체 공급구

7a. 치환슬러리빼내는부 7b. 순환복귀구

8. 본래의 슬러리 탱크 9. 넘침 분산매체 탱크

10. 치환슬러리 탱크 11. 치환 분산매체 탱크

12. 본래의 슬러리 수송펌프 13. 교반용 펌프

14. 치환 분산매체 수송펌프 15. 열교환기

16. 온라인 밀도계 17. 열교환기

18. 샘플링구 19. 온도측정용 관

Claims (4)

1. 하부에 균일분산을 위한 교반장치를 구비하여,

   제1분산매체와 테레프탈산 결정으로 된 본래의 슬러리를 상부로부터 혼입하고, 제2분산매체를 하부로부터 도입하며, 하부로부터 주로 테레프탈산 결정과 제2 분산매체로 된 치환슬러리를 빼내고, 정상부로부터 주로 제1 분산매체를 빼내는 분산매체 치환장치를 사용한 고순도 테레프탈산의 제조방법으로서, (i) 하부의 균일분산된 슬러리농도를 장치 중간부의 슬러리농도 보다도 고농도로 유지하는 단계와, (ii) 장치 내의 세로방향의 온도분포를 상부가 고온이 되게 유지하여 온도변화 영역을 형성하는 단계와, (iii) 그 온도변화영역의 위치에 따라 제2 분산매체의 도입량 및 치환슬러리의 빼내는 양 중 적어도 한가지 이상을 제어함으로써 장치 내부에 상승류를 발생시키는 단계를 특징으로 하는 고순도 테레프탈산의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   장치 내부에 미약한 상승류를 생기게 하는 것을 특징으로 하는 고순도 테레프탈산의 제조방법.
3. 제1항에 있어서,

   제2분산매체의 온도를 공급슬러리의 온도보다 낮게 하는 것을 특징으로 하는 고순도 테레프탈산의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   제1분산매체가 물 또는 아세트산이며 제2분산매체가 물인 것을 특징으로 하는 고순도 테레프탈산의 제조방법.

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