WO2005012218A1 - テレフタル酸の製造方法及びテレフタル酸 - Google Patents

テレフタル酸の製造方法及びテレフタル酸 Download PDF

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blade
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Kazuhiko Kato
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Mitsui Chemicals, Inc.
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    • C07C2523/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of noble metals of the platinum group metals

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing terephthalic acid, and more particularly to a method for producing terephthalic acid, which is suitable as a raw material for producing polyester such as polyethylene terephthalate.
  • the present invention also relates to terephthalic acid having a narrow particle size distribution produced using the production method.
  • Crude terephthalic acid obtained by oxidation of para-xylene usually contains relatively large amounts of various impurities including 4-carboxybenzaldehyde (abbreviated as “4 CBA”). After purification, it is used as a raw material for polyester.
  • 4 CBA 4-carboxybenzaldehyde
  • para-xylene In the oxidation reaction of para-xylene, para-xylene is usually reacted with molecular oxygen in an acetic acid solvent at a temperature of 170 to 230 ° C in the presence of a catalyst containing, for example, conoreto, manganese, and bromine. Is adopted.
  • the terephthalic acid obtained by this method generally contains 100 to 100 ppm of lipoxybenzaldehyde as an impurity by weight. This terephthalic acid is mixed with water to form a slurry of 10 to 40% by weight.
  • this slurry is pressurized to a pressure slightly higher than the reaction pressure by a pressurizing pump and sent to a heating and dissolving step to be converted into an aqueous terephthalic acid solution.
  • This terephthalic acid aqueous solution is passed through a column reactor filled with a catalyst containing a platinum group metal.
  • Catalysts containing platinum group metals include palladium, ruthenium, rhodium, Smdium, iridium, platinum or the like, or a metal oxide thereof is used. These metals or metal oxides can be used as catalysts as they are, but they are used by being insoluble in an aqueous terephthalic acid solution, for example, supported on a carrier such as activated carbon.
  • Purification of terephthalic acid with a platinum group metal catalyst can be performed simply by contacting an aqueous solution of terephthalic acid with the catalyst, but is advantageously performed in the presence of a reducing agent.
  • a reducing agent usually, hydrogen is used as a reducing agent, and an aqueous solution of terephthalic acid and hydrogen gas are supplied to the reactor, and the reaction is carried out at a temperature of 220 to 320 ° C, preferably 260 to 300 ° C.
  • Hydrogen gas may be supplied at a rate of 0.05 to 1 ON m 3 , preferably 0.1 to 3 Nm 3, based on an aqueous terephthalic acid solution of 100: 8.
  • the terephthalic acid that has undergone the purification step is sent to the crystallization step, where terephthalic acid is crystallized by depressurized cooling. Crystallization is usually performed in multiple stages, and finally cooled to a temperature at which most of the terephthalic acid is precipitated, and the formed crystals are dried after solid-liquid separation by centrifugation or the like. Mainly, the average particle size is determined by adjusting the crystallization temperature and average residence time of the first and second crystallization tanks, and usually obtains high purity terephthalic acid of 50 to 150.
  • a rotation axis b is provided at a central portion of a crystallization tank a, and a predetermined rotation axis is provided between a lower end thereof and an inner bottom surface of the crystallization tank a.
  • a stirring blade c such as an inclined paddle type or a turbine blade is attached, and a baffle plate d is provided on an inner surface of the crystallization tank a.
  • the rotating shaft f is suspended from the installed apparatus or the center of the crystallization tank e as shown in Fig.
  • a stirring blade g such as an inclined paddle blade is attached to the lower end of the rotating shaft f, and a baffle plate d is provided on the inner surface of the crystallization tank e.
  • a device provided with a collision plate h is known.
  • the rotation of the stirring blade causes a rotating flow of the terephthalic acid aqueous solution at the tip of the stirring blade, and as a result, a slurry is formed at the center of the crystallization tank at the center of the stirring blade at the lower surface. Stagnation and clogging.
  • terephthalic acid is a glycopolymer such as ethylene glycol.
  • the mixture is sent to the reaction system in a slurry state after being mixed with the phenols and used for the reaction.
  • the particle size distribution and average particle size of terephthalic acid particles greatly affect the handling and transport of terephthalic acid, the mixing property with ethylene glycols, and the uniformity of the reaction.
  • a particle size distribution over a wide range from large to small particle size tends to improve the slurry properties with ethylene glycols, and is more suitable for mixing with ethylene glycol.
  • the average particle size is usually in the range of 50 to 15.
  • terephthalic acid tends to remain as unreacted components during the direct polymerization method, resulting in a longer reaction time. It has been found that there is a need to take this, and there are problems such as an increase in by-products. On the other hand, it has been found that if the proportion of fines below 50 zm increases too much, there is a problem that it takes time to handle and transport the product.
  • the present invention is to obtain terephthalic acid efficiently and prevent the required particle size distribution of terephthalic acid particles directly from the crystallization tank by preventing stagnation of the slurry generated at the center of the bottom of the crystallization tank. It is an object of the present invention to provide a method for producing terephthalic acid that can be made separately. The present invention also provides terephthalic acid having a narrow particle size distribution produced using the production method.
  • the present invention provides, for example, the following method.
  • the shape of the stirring blade is such that the length in the vertical direction is long at the center of the crystallization tank,
  • Crystallization consisting of a plurality of crystallization tanks connected in series, having a stirrer with stirring blades close to the inner bottom surface, and providing a baffle plate extending vertically on the inner surface of the crystallization tank.
  • Crude terephthalic acid is dissolved in an aqueous medium, purified by contacting with a platinum group metal catalyst at a temperature of 260 to 320, and a plurality of crystals in which terephthalic acid is connected in series from the aqueous solution of terephthalic acid.
  • your Keru crystallization temperature in the first crystallization vessel and 240 to 260 ° C the range of stirring power 0. 01 ⁇ 10 kw / m 3 at the stirring blade
  • the crystallization temperature in the second crystallization tank is set to 180 to 230 ° C, and the crystallization temperature is set to 20 to 60 lower than the crystallization temperature in the first crystallization tank.
  • the method for producing terephthalic acid according to any one of the above (1) to (7).
  • the average particle size is 50 to 150 m, and the standard deviation is 30 to 50.
  • terephthalic acid is
  • a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Fig. 1 shows an example in which a motor is installed at the top of the crystallization tank, but it may be installed at the crystallization pot.
  • Reference numeral 1 denotes a crystallization tank, and a rotating shaft 2 was provided at the center of the crystallization tank 1 so as to hang down.
  • a stirring blade 3 was attached to a lower end of the rotating shaft 2.
  • each of the plurality of blades 3a of the stirring blade 3 has a large width in the up-down direction on the root side close to the rotating shaft 2, and the width gradually decreases toward the tip side.
  • Each wing body 3 a is formed in a substantially trapezoidal plate shape, and the lower end thereof is attached close to the inner bottom surface of the crystallization tank 1.
  • the blade diameter of the stirring is (0.3 to 0.8) D, preferably (0.4 to 0.6) D
  • the shape of the wing is in the center and the length in the up-down direction is (0.3:! ⁇ 3.0) R, preferably (0.3-0.7) R, and more preferably (0.4).
  • ⁇ 0.6) R and a plurality of agitating blades whose vertical length at the blade tip is (0-0.5) R, preferably (0.1-0.3) R It is characterized by using.
  • the ratio c / R between the clearance C between the lower end of the stirring blade and the inner bottom surface of the crystallization tank and the blade diameter R of the stirring blade is in the range of 0.005 to 0.10, preferably 0.1. 01 to 0.05, more preferably 0.01 to 0.03.
  • a plurality of baffle plates 4 extending vertically are fixed to the inner side surface of the crystallization tank 1, and the lower end of the baffle plate 4 is close to the inner bottom surface of the crystallization tank 1.
  • a stirrer with a stirring blade close to the inner bottom surface and a baffle plate extending vertically on the inner surface of the crystallization tank are required.
  • reference numeral 5 denotes an inflow pipe for an aqueous solution of terephthalic acid connected to the crystallization tank
  • the rotating shaft 2 is driven and rotated by the drive of the motor (not shown) to rotate the stirring blade 3 whose lower end is close to the inner bottom surface of the crystallization tank 1
  • the terephthalic acid in the crystallization tank 1 is removed.
  • the aqueous solution is pressed by the wings 3a of the dog on the root side at the center lower part of the crystallization tank 1 while being pressed by the wings 3a of the dog, and the wings 3a of the upper and lower widths become smaller toward the tip.
  • the flow becomes concentrated outward and flows along the inner bottom surface of the crystallization tank 1, and then the aqueous solution flows upward at a high speed along the baffle plate 4 whose lower end is close to the inner bottom surface. After flowing toward the portion, it becomes a downward flow at the center and becomes a circulating flow C.
  • stirring power requirement is 0. 01 ⁇ 10 kwZm 3 crystalliser 1, more preferably 0. 1 ⁇ 1.
  • 0 kwZm 3 the agitation ⁇ main power is 0.1 5-0 . were carried out in the range of 7 kwZm 3.
  • the aqueous solution does not become a slurry at the center of the inner bottom surface of the crystallization tank 1 and stagnates, and becomes an ascending flow at a high speed at a peripheral portion near the inner side surface of the crystallization tank 1. Uniform crystallization does not occur, and crystals having a uniform particle size can be obtained efficiently.
  • the rotation speed of the stirring blade 3 can be controlled in a wide range.
  • terephthalic acid having a narrow particle size distribution having an average particle size of 50 to 150 zm, preferably 80 to 110 m and a standard deviation of 30 to 50 can be obtained.
  • the stirring power is 0.01 to 10 kw / m 3 , preferably 0.1 to 1. O kwZm 3 .
  • the standard deviation is calculated by the following equation. That is,
  • Average value X (X-Xo) / h,
  • the stirring blade 3 is formed by six blades 3a.
  • the invention is not limited to this, and may be formed by two or more wing bodies 3a.
  • crude terephthalic acid is dissolved in an aqueous medium, and purified by contacting with a platinum group metal catalyst under a temperature condition of 260 to 320 ° C., and terephthalic acid is added in series from the aqueous solution of terephthalic acid.
  • the crystallization temperature in the first crystallization tank was set at 240 to 260 ° C for crystallization by cooling stepwise in a plurality of crystallization tanks connected to the crystallization tank, and the stirring power was set by a stirring blade.
  • a method for producing terephthalic acid in which stirring is performed in the range of 0 to 10 kw Zm 3 and then the crystallization temperature in the second crystallization tank is set to 180 to 230 ° C.
  • the crystallization temperature in the second crystallization tank is lowered by 20 to 60 ° C from the crystallization temperature in the first crystallization tank, and the crystallization temperature in the second crystallization tank is changed. Is preferably set to 180 to 230 ° C.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
  • the tip of the inflow pipe 5 in the crystallization tank 1 of the first embodiment is placed inside the crystallization tank 1.
  • the inflow pipe 5 is bent upward and the opening 5 a of the inflow pipe 5 is formed upward, and the outflow pipe 6 also has a tip bent upward in the crystallization tank 1 to form an opening of the outflow pipe 6. 6a was formed upward.
  • the aqueous solution of terephthalic acid flows upward from the opening 5a of the inlet pipe 5 into the solution flowing upward around the crystallization tank 1, and the vapor does not directly entangle with the blades. Since the discharge efficiency of the aqueous solution in the stirring blade 3 does not decrease and the opening 6a of the outflow pipe 6 is also directed upward, the aqueous solution rising in the peripheral portion of the crystallization tank 1 stays without directly flowing in and out. The time can be lengthened, and the crystals crystallized in the aqueous solution reaching above the opening 6 flow down, flow into the opening 6a, and are discharged from the discharge pipe 6. Thus, uniform crystals having a predetermined particle size or more can be obtained.
  • FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
  • the distal end of the inflow pipe 5 in the first embodiment is bent upward in the crystallization tank 1.
  • the opening 5a of the inflow pipe 5 is formed upward, the inverted conical flow dispersion member 5b is provided above the opening 5a, and the tip of the outflow pipe 6 is bent downward. Then, the end face of the tip was closed, and an opening 6 b was formed in a direction facing the inner face of the crystallization tank 1 on the side face of the tip.
  • the aqueous solution of terephthalic acid flows upward through the opening 5a of the inflow pipe 5 and then reverses. It is dispersed by the cone-shaped flow dispersing element 5b and flows into the aqueous solution in the crystallization tank 1 in a dispersed manner, thereby preventing the entanglement of the vapor with the blades and the efficiency of discharging the aqueous solution by the stirring blades 3. As a result, it is possible to obtain an initial dispersing action utilizing the inflowing energy.
  • the opening 6 b of the outflow pipe 6 is located at a position where the crystallized particles are classified into those that rise with the aqueous solution and those that do not rise in the periphery of the inner bottom surface of the crystallization tank 1. Negative pressure suction of crystal particles having a diameter or more is ensured at the opening 6b.
  • FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a sectional view of a main part according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of one example of a conventional manufacturing apparatus.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of another example of the conventional manufacturing apparatus.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the stirring power and the particle size distribution of terephthalic acid in the crystallization tanks of the production apparatus of the present invention and the conventional production apparatus. Explanation of symbols
  • a water slurry of high-purity terephthalic acid having a particle size distribution of 74 to 149 im was prepared, and the slurry was pressurized in a dissolution tank and completely dissolved at 220 ° C. Then, crystallization was performed using three series connected crystallization tanks of the same capacity.
  • the stirring blade diameter R is 0.5 D
  • the blade shape is the central part and the vertical length is A stirring blade having 0.5 R and six blades having a vertical length of 0.15 R at the tip of the blade was used.
  • the ratio c / R between the clearance c between the lower end of the stirring blade and the inner bottom surface of the crystallization tank and the blade diameter R of the stirring blade was 0.02.
  • the rotation speed can be changed to 0.2 and.
  • Crystallization was performed at 7 kw / m 3 .
  • a stirrer with four bladed inclined paddle blades was used as the second crystallization tank.
  • the stirring blade was used at a constant stirring power of 0.7 kw / m 3 .
  • the temperatures of the first and second crystallization tanks were set at 160 ° C and 160 ° C, respectively, so that about 70% by weight and about 99% by weight of the total terephthalic acid were deposited, respectively.
  • the temperature of the crystallization tank was controlled to 120 ° C, and the temperature of the third crystallization tank was controlled to 100 ° C.
  • FIG. 6 The result of a physical property test on terephthalic acid particles is shown.
  • the difference between the embodiment and the comparative example is that in the comparative example, an inclined paddle blade having a blade diameter of 0.5D was used, and all other operating conditions were the same as in the example.
  • the particle size was measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer.

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Abstract

テレフタル酸が効率的に得られると共に結晶の粒度分布コントロールが可能なテレフタル酸製造方法、および粒度分布が狭いテレフタル酸を提供する。その為には、テレフタル酸水溶液を白金族金属触媒で精製し、次いで水溶液からテレフタル酸を晶析させるに際し、晶析を略台形の板状で形成されかつ回転数変更可能な攪拌翼を槽底部に設けた攪拌槽で行なう。これにより、テレフタル酸が効率的に得られると共に、粉体特性、スラリー特性及び反応性にすぐれており、結晶の粒度分布コントロールが可能なテレフタル酸結晶が得られる。

Description

明 細 書 テレフタル酸の製造方法及びテレフタル酸 技術分野 本発明はテレフタル酸の製造方法に関し、詳しくは、ポリエチレンテレフタレー トなどのポリエステルの製造原料として好適な、テレフタル酸の製造方法に関する ものである。本発明はまた、 その製造方法を利用して製造された、 粒度分布の狭い テレフタル酸に関する。 背景技術 パラキシレンの酸化によって得られる粗テレフタル酸中には、通常、 4—カルボ キシベンズアルデヒド （「4 C B A」 と略して示す） をはじめとする各種の不純物 が比較的多量に含まれており、 これを精製した後で、ポリエステルの原料として用 いている。
このような粗テレフタル酸の精製方法としては、粗テレフタル酸を水性媒体に溶 解させ、高圧'高温下、白金族金属触媒と接触させて精製する方法は公知であり（例 えば特開平 6— 3 2 9 5 8 3号公報）、 いくつもの方法が知られている。
パラキシレンの酸化反応としては、 通常、 パラキシレンを酢酸溶媒中たとえば、 コノ レト、マンガン及び臭素を含む触媒の存在下、 1 7 0〜2 3 0 °Cの温度条件下 で分子状酸素と反応させる方法が採用される。この方法により得られるテレフタル 酸は、不純物として 4一力ルポキシベンズアルデヒドを通常、重量基準で 1 0 0 0 〜1 0 0 0 0 p p m含有している。 このテレフタル酸を水と混合し、 1 0〜4 0重 量％のスラリーとする。つぎに、 このスラリーは昇圧ポンプにより反応圧力より若 干高い圧力まで加圧され、 加熱溶解工程へ送られてテレフタル酸水溶液とされる。 このテレフタル酸水溶液を、白金族金属を含む触媒を充填した塔型反応器に通過 させる。 白金族金属を含む触媒としては、 パラジウム、 ルテニウム、 ロジウム、 ォ スミゥム、 イリジウム、 白金等、 又はこれらの金属酸化物が用いられる。 これらの 金属又は金属酸化物はそのまま触媒として使用することも出来るが、テレフタル酸 水溶液に不溶性の、 例えば活性炭のごとき担体に担持させて用いられる。
白金族金属触媒によるテレフタル酸の精製は、単にテレフタル酸水溶液を触媒と 接触させるだけでも行なうことができるが、還元剤の存在下に行なうのが有利であ る。通常は還元剤として水素を使用し、テレフタル酸水溶液と水素ガスとを反応器 に供給し、 2 2 0〜 3 2 0 °C、好ましくは 2 6 0〜 3 0 0 °Cの温度条件下に触媒と 接触させる。水素ガスはテレフタル酸水溶液 1 0 0 0 ¾：8に対し0 . 0 5〜1 O N m3 、 好ましくは 0 . l〜3 Nm3 の割合で供給すればよい。
精製工程を経たテレフ夕ル酸は晶析工程へ送られ、放圧冷却によりテレフタル酸 を晶析する。 晶析は通常、 多段で行い、 最終的にはテレフタル酸の大部分が析出す る温度まで冷却し、 生成した結晶は遠心分離等により固液分離したのち乾燥する。 主に、平均粒径は第 1晶析槽および第 2晶析槽の晶析温度， 平均滞留時間を調整す る事で決定され、 通常 5 0〜1 5 0 の高純度テレフタル酸を得る。
従来のテレフタル酸の製造に適用する晶析装置として、 図 4に示す如く晶析槽 aの中央部に、回転軸 bを、その下端と該晶析槽 aの内底面との間に所定の距離の 間隙を存するように垂下して設け、 前記回転軸 bの下端部に例えば傾斜パドル形， タービン翼等の撹拌翼 cを装着すると共に、前記晶析槽 aの内側面に邪魔板 dを設 けた装置、 又は図 5に示す如く晶析槽 eの中央部に、 回転軸 f を、 その下端と該晶 析槽 eの内底面との間に所定の距離の間隙を存するように垂下して設け、前記回転 軸 f の下端部.に傾斜パドル翼等の撹拌翼 gを装着すると共に、前記晶析槽 eの内側 面に邪魔板 dを設け、更に前記撹枠翼 gの先端近傍に衝突板 hを設けた装置が知ら れている。
従来の晶析装置においては、撹捽翼の回転によって撹拌翼の先端部にテレフタル 酸の水溶液の回転流動が生じ、その結果撹拌翼中央部の晶析槽内低面の中央部にス ラリ一が停滞して詰まり等の問題があった。
一方、近年、テレフタル酸とダリコール類と直接反応させるいわゆる直接重合法 によりポリエステル、特にポリエチレンテレフタレ一卜を製造する方法が行われて いる。 この直接重合法において、 テレフタル酸はエチレングリコール等のグリコ一 ル類と混合してスラリー状態で反応系へ送られ、反応に供される。 この際のプロセ スにおいて、テレフタル酸粒子の粒径分布や平均粒子径の値により、テレフタル酸 のハンドリング、輸送、エチレングリコール類との混合性及び反応の均一性に大き く影響する。
一般的には、大粒径から小粒径域まで広範囲の粒度分布を持った方が、エチレン グリコ一ル類とのスラリ一特性が向上する傾向にあり、エチレングリコールとの混 合性に好適であり、 平均粒径としては通常 5 0〜1 5 の範囲である。 また、 逆に粒径が 2 5 0 mを越えるような大粒径粒子の割合が増えすぎると、直接重合 法の際にテレフタル酸が未反応分として残存しやすく、その結果として反応時間を 長くとる必要が生じ、副生物が増加するなどの問題があることが判明している。一 方 5 0 z mを下回るような微粉の割合が増えすぎると、製品のハンドリングや輸送 に時間を要するような問題があることが判明している。
従ってテレフタル酸のハンドリング、輸送、エチレングリコール類との混合性及 び反応の均一性全てを満足するテレフタル酸の製造は困難であり、テレフタル酸と ダリコール類と直接反応させるいわゆる直接重合法設備の装置、規模、運転方法に より要求される品質が異なる場合がある。 発明の開示 本発明は、 晶析槽内底面中央部に発生するスラリーの停滞を防止する事により、 テレフタル酸を効率的に得かつ要求されるテレフタル酸粒子の粒度分布を直接晶 析槽にて作り分けることが可能なテレフタル酸の製造方法を提供することを目的 とする。本発明はまた、 その製造方法を利用して製造された、粒度分布の狭いテレ フタル酸を提供する。
本発明は、 例えば以下の方法を提供する。
( 1 )テレフタル酸の水性溶液からテレフタル酸を晶析するに際し、攪拌翼を内底 面に近接させた攪拌機を設置すると共に、晶析槽の内側面に上下方向に延びる邪魔 板を設けた晶析装置を用いるテレフタル酸の製造方法。
( 2 )前記攪拌翼の形状は、 前記晶析槽の中央部側で上下方向の長さが長く、 該晶 析の周辺部に向かうに従って上下方向の長さが徐々に短くなる板状に形成されて いることを特徴とする前記 （1) に記載のテレフタル酸の製造方法。
(3)前記晶析槽に接続するテレフタル酸の水性溶液の流入管の開口を、該晶析槽 内の上方向に向けて形成したことを特徴とする前記 （1) 又は （2) に記載のテレ フ夕ル酸の製造方法。
(4)前記攪拌翼の下端と前記晶析槽の内底面との間のクリアランス cと前記攪拌 翼の翼径 Rとの比 c/Rが、 0. 005〜0. 10の範囲である、前記（1)〜（3) のいずれかに記載のテレフタル酸の製造方法。
(5)直列に接続されている複数個の晶析槽から成り、且つ攪拌翼を内底面に近接 させた攪拌機を有すると共に晶析槽の内側面に上下方向に延びる邪魔板を設けた 晶析槽で、テレフタル酸の全晶析量の少くとも 50重量％を晶析させることを特徴 とする前記 （1) 〜 （4) のいずれかに記載のテレフタル酸の製造方法。
(6) 第 1晶析槽の撹拌翼による撹拌動力が、 0. 01〜10 kw/m3であるこ とを特徴とする前記 （1) 〜 （5) のいずれかに記載のテレフタル酸の製造方法。 (7) 第 1晶析槽の内径を D及び翼径を Rとするとき、 撹拌の翼径 Rが（0. 3〜 0. 8) Dであり、 かつ、 翼の形状が中央部側で上下方向の長さが （0. 1〜3. 0) Rかつ、 翼先端部で上下方向の長さが （0〜0. 5) Rである複数枚の撹拌翼 を用いることを特徴とする前記 （2) に記載のテレフタル酸の製造方法。
(8)粗テレフタル酸を水性媒体に溶解させ、 260〜320 の温度条件下、 白 金族金属触媒と接触させて精製し、該テレフタル酸の水性溶液からテレフタル酸を 直列に接続した複数の晶析槽で段階的に冷却して晶析するに際し、第 1晶析槽にお ける晶析温度を 240〜260°Cとし、撹拌翼にて撹拌動力 0. 01〜 10 k w/ m3の範囲で撹絆を行い、 次いで第 2晶析槽における晶析温度を 180〜230°C とし、かつ、該晶析温度を第 1晶析槽の晶析温度より 20〜60で低くすることを 特徴とする前記 （1) 〜 （7) のいずれかに記載のテレフタル酸の製造方法。
(9)撹拌動力を変更して攪拌翼の回転数を変更することにより、テレフタル酸粒 子の粒度分布を作り分けることを特徴とする前記 （1) 〜 （8) のいずれかに記載 のテレフタル酸の製造方法。
(10)平均粒径が 50〜 150 mであり、その標準偏差が 30〜 50であるこ とを特徴とするテレフタル酸。
(11) 前記 （1) 〜 （9),に記載のいずれかの方法により製造された、 平均粒径 が 50〜150 imであり、その標準偏差が 30〜50であることを特徴とするテ レフタル酸。 本発明の第 1の実施の形態を、 図 1に従って説明する。 図 1は、 晶析槽トップに モータを設置している例であるが、 晶析槽ポトムに設置しても良い。
1は晶析槽を示し、該晶析槽 1内の中央部に回転軸 2を垂下して設け、該回転軸 2の下端部に撹拌翼 3を装着した。
ここで該撹拌翼 3の複数枚の各翼体 3 aは、前記回転軸 2に近接する根部側の上 下方向の幅が大で、先端側に向うのに従って該幅が徐々に小となる略台形の板状に 形成され、各翼体 3 aはその下端が前記晶析槽 1の内底面に近接して取り付けられ ' ている。
即ち、晶析槽の内径を D及び翼径を Rとするとき、撹拌の翼径 が（ 0. 3〜 0. 8) D、 好ましくは （0. 4〜0. 6) Dであり、 かつ、 翼の形状が中央部側で上 下方向の長さが （0. ：!〜 3. 0) R、 好ましくは （0. 3〜0. 7) R、 更に好 ましくは （0. 4〜0. 6) Rであり、 かつ、 翼先端部で上下方向の長さが （0〜 0. 5) R、 好ましくは （0. 1〜0. 3) Rである複数枚の撹拌翼を用いること を特徴とする。
攪拌翼の下端と前記晶析槽の内底面との間のクリアランス Cと前記攪拌翼の翼 径 Rとの比 c/Rは、 0. 005〜0. 10の範囲であり、 好ましくは 0. 01〜 0. 05更に好ましくは 0. 01〜0. 03の範囲である。
又、該晶析槽 1の内側面に上下方向に延びる複数の邪魔板 4を固定しており、該 邪魔板 4の下端は該晶析槽 1の内底面に近接している。
直列に接続されている複数個の晶析槽でテレフタル酸を製造する場合には、攪拌 翼を内底面に近接させた攪拌機を有すると共に晶析槽の内側面に上下方向に延び る邪魔板を設けた晶析槽で、テレフタル酸の全晶析量の少くとも 50重量％、好ま しくは 70重量％以上を晶析させることが好ましい。
図 1において、 5は前記晶析槽 1ίこ接続したテレフタル酸の水溶液の流入管、 6 は該晶析槽 1に接続した該水溶液の流出管を示す。
かくて、 モー夕 （図示せず） の駆動により回転軸 2を駆動回転して下端が晶析槽 1の内底面に近接する撹拌翼 3を回転すると、該晶析槽 1内のテレフタル酸の水溶 液は、該晶析槽 1の中央下方部において根部側で上下幅が犬の各翼体 3 aにより押 圧されながら先端部に向うに従って上下幅が小の該各翼体 3 aにより晶析槽 1の 内底面に沿って集中的な外方に向う流れとなり、その後水溶液は下端が前記内底面 に近接した邪魔板 4に沿って速い速度の上昇流となり、その後晶析槽 1の中心部に 向って流れてから該中心部において下方流となって循環流 Cとなる。
ここで運転条件として、 晶析槽 1の攪拌所要動力が 0. 01〜10 kwZm3が 好ましく、 更には 0. 1〜1. 0 kwZm3が好ましく、 該攪拌所要動力が 0. 1 5〜0. 7 kwZm3の範囲で実施した。
従って水溶液は、前記晶析槽 1の内底面の中央部においてスラリーとなって停滞 することがなくなると共に、該晶析槽 1の内側面の近傍の周縁部において速い速度 の上昇流となって不均一な結晶化が生ぜず、均一な粒径の結晶が効率的に得られる。 そして前述の如くスラリーとしての停滞がないので、撹拌翼 3を低速回転しても スラリ一の停滞がみられず、かくて該撹拌翼 3の回転数を広い範囲で制御可能とな り、従って停滞時間や分級効果のコントロールを可能にして、均一の粒径分布の或 いは粒径の種々異なる分布を有する結晶の人為的な製造が可能となる。
例えば、平均粒径が 50〜150 zm、好ましくは 80〜110 mの範囲にあ り、その標準偏差が 30〜50であるような、狭い粒度分布を有するテレフタル酸 を得ることができる。 例えばその場合、 攪拌動力は 0. 01〜10 kw/m3、 好 ましくは 0. 1〜1. O kwZm3である。
標準偏差は、 以下の式により求められる。 即ち、
平均値 X、 標準偏差 s、 代表値 Xo、 区間幅 h、 度数 ί、 データ数 N、 u=(X- Xo)/hとす るとき、
平均値 ； X=Xo+∑ (uXf)/NXh
標準偏差； s=hx "( 1/(N- 1) x (∑ (u2xf)-(∑uf) 2/N))
となる。 '
尚、この実施の形態においては 6枚の翼体 3 aにより撹拌翼 3を形成した例を示 したが、 これに限ることなく 2枚以上の複数枚の翼体 3 aにより形成してもよい。 また、 粗テレフタル酸を水性媒体に溶解させ、 2 6 0〜3 2 0 °Cの温度条件下、 白金族金属触媒と接触させて精製し、該テレフ夕ル酸の水性溶液からテレフタル酸 を直列に接続した複数の晶析槽で段階的に冷却して晶析するに際し、第 1晶析槽に おける晶析温度を 2 4 0〜2 6 0 °Cとし、撹拌翼にて撹拌動力 0 . 0 1〜 1 0 k w Zm3の範囲で撹絆を行い、 次いで第 2晶析槽における晶析温度を 1 8 0〜2 3 0 °Cとするテレフタル酸の製造方法が好ましい。
この場合、撹拌動力を変更することにより第 2晶析槽における晶析温度を第 1晶 析槽の晶析温度より 2 0〜6 0 °C低くして、第 2晶析槽における晶析温度を 1 8 0 〜2 3 0 °Cとすることが好ましい。
図 2は本発明の第 2の実施の形態を示し、 この実施の形態においては、前記第 1 の実施の形態の晶析槽 1における流入管 5の先端部を、該晶析槽 1内で上方に曲折 形成して該流入管 5の開口 5 aを上方に向けて形成すると共に、流出管 6も先端部 を該晶析槽 1内で上方に曲折形成して、該流出管 6の開口 6 aを上方に向けて形成 した。
かくてテレフタル酸の水溶液は、流入管 5の開口 5 aより晶析槽 1内の周辺で上 方に流れる溶液中に上方に向けて流入してベ一パーが直接翼に絡みつかないので、 撹拌翼 3における水溶液の吐出効率が低下することなく、又流出管 6の開口 6 aも 上方に向いているので、晶析槽 1内の周辺部で上昇する水溶液が直接流入排出せず に滞留時間を長くすることができると共に、開口 6の上方に至つた水溶液中で晶析 した結晶が流下して該開口 6 aに流入して排出管 6より排出する。かくて、所定の 粒径以上の均一の結晶が得られる。
図 3は本発明の第 3の実施の形態を示し、 この実施の形態においては、前記第 1 の実施の形態における流入管 5の先端部を該晶析槽 1内で上方に曲折形成して、該 流入管 5の開口 5 aを上方に向けて形成すると共に、該開口 5 aの上方に逆円錐状 の流れ分散体 5 bを設け、 又、 流出管 6の先端部を下方に曲折形成し、 該先端部の 端面を閉じると共に該先端部の側面で前記晶析槽 1の内側面に対向する向きに開 口 6 bを形成した。
かくて、テレフタル酸の水溶液は、流入管 5の開口 5 aから上方に流出後に逆円 錐状の流れ分散体 5 bにより分散されて、晶析槽 1内の水溶液中に分散して流入し ていくので、ベーパーの翼への絡みつきを防止し、撹拌翼 3による水溶液の吐出効 率が向上すると共に、流入するエネルギーを利用した初期分散作用を得ることが出 来る。 又、 流出管 6の開口 6 bは、 晶析槽 1の内底面の周辺部で結晶化された粒子 が水溶液と共に上昇するものと上昇しないものとの分級する位置に存在するので、 所定の粒径以上の結晶粒子を前記開口 6 bにおいて確実に負圧吸引する。
図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の第 1の実施の形態の断面図である。
図 2は、 本発明の第 2の実施の形態の要部の断面図である。
図 3は、 本発明の第 3の実施の形態の要部の断面図である。
図 4は、 従来の製造装置の 1例の断面図である。
図 5は、 従来の製造装置の他の例の断面図である。
図 6は、本発明の製造装置と従来の製造装置の晶析槽内における撹拌動力とテレ フ夕ル酸の粒度分布の関係を示すグラフである。 符号の説明
1 晶析槽
2 回転軸
3 撹拌翼
3 a 翼体
4 邪魔板
5 流入管
5 a 開口
5 b 流れ分散体
6 流出管
6 a、 6 b 開口 攪拌槽
回転軸
攪拌翼
邪魔板
晶析槽
回転軸
攪拌翼
衝突板
流入管
流出管
発明を実施するための最良の形態 以下、実施例に従い本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものでは ない。
【実施例】
'【実施例 1】
発明者が前述の前者の従来の製造装置と、 本発明の第 3の実施の形態の製造装 置について連続運転したときの実験を、 具体的に説明する。
粒径分布が 7 4〜1 4 9 ii mの高純度テレフタル酸の水スラリーを調整し、該ス ラリーを溶解槽にて加圧して 2 2 0 °Cにて完全に溶解させたテレフタル酸水溶液 から、 同じ容量の 3直列につないだ晶析槽を用いて晶析を行つた。
この場合、 第 1晶析槽の内径を D及び翼径を Rとするとき、 撹拌の翼径 Rが 0 . 5 Dであり、 かつ、 翼の形状が中央部側で上下方向の長さが 0 . 5 Rかつ、 翼先端 部で上下方向の長さが 0 . 1 5 Rからなる 6枚の翼からなる撹拌翼を用いた。攪拌 翼の下端と晶析槽の内底面との間のクリアランス cと、攪拌翼の翼径 Rとの比 c / Rは 0 . 0 2であった。 また、 回転数が変更可能で 0 . 2及び。. 7 k w/m3に て晶析を行った。 一方、 第 2晶析槽としては、 4枚翼の傾斜パドル翼を有する撹 拌翼を、 撹拌動力 0. 7 kw/m3—定で使用した。
第 1晶析槽及び第 2晶析槽の温度は、テレフタル酸全析出量のそれぞれ約 70重 量％、 約 99 %重量％が析出する様第 1晶析槽温度 160 °C，第 2晶析槽温度 12 0°Cとなるよう管理し、 第 3晶析槽は 100°Cとする様温度管理を行った。
テレフタル酸粒子についての、 物性試験の結果を示す。 図 6において、 実施例と 比較例の相違は、比較例では翼径が 0. 5Dなる傾斜パドル翼を使用したことであ り、 その他の運転条件は全て実施例と同様である。 尚、 粒径はレーザ一回析 ·散乱 式粒度分布測定装置を使用した。
攪拌動力が 0. 2 kwZm3のときの平均粒径は 190. 7 /xmであり、 標準偏 差は 61. 1であった。 また、 攪拌動力を 0. 7 kwZm3としたときの平均粒径 は 134^mであり、標準偏差は 46. 9と粒度分布が狭いテレフタル酸が得られ た。 産業上の利用可能性 このように本発明によれば、テレフタル酸の結晶を効率的に得られ、又結晶の粒 径のコントロールも可能となる効果を有する。

Claims

1. テレフタル酸の水性溶液からテレフタル酸を晶析するに際し、攪拌翼を内底面 に近接させた攪拌機を設置すると共に、晶析槽の内側面に上下方向に延びる邪魔板 を設けた晶析装置を用いるテレフタル酸の製造方法。
2. 前記攪拌翼の形状は、 前記晶析槽の中央部側で上下方向の長さが長く、 該晶析 槽の周辺部に向かうに従って上下方向の長さが徐々に短くなる板状に形成されて いることを特徴とする請求項 1青に記載のテレフ夕ル酸の製造方法。
3. 前記晶析槽に接続するテレフタル酸の水性溶液の流入管の開口を、該晶析槽内 の
の上方向に向けて形成したことを特徴とする請求項 1又は 2に記載のテレフタル 酸の製造方法。
4.前記攪拌翼の下端と前記晶析槽の内底面との間囲のクリアランス cと前記攪拌翼 の翼径 Rとの比 c/Rが、 0. 005〜0. 10の範囲である、 請求項 1〜 3のい ずれかに記載のテレフ夕ル酸の製造方法。
5. 直列に接続されている複数個の晶析槽から成り、且つ攪拌翼を内底面に近接さ せた攪拌機を有すると共に晶析槽の内側面に上下方向に延びる邪魔板を設けた晶 析槽で、テレフタル酸の全晶析量の少くとも 50重量％を晶析させることを特徴と する請求項 1〜4のいずれかに記載のテレフタル酸の製造方法。
6. 第 1晶析槽の撹拌翼による撹拌動力が、 0. 01〜10 kw/m3であること を特徴とする請求項 1〜 5のいずれかに記載のテレフタル酸の製造方法。
7.第 1晶析槽の内径を D及び翼径を Rとするとき、撹拌の翼径尺が（ 0. 3〜 0. 8) Dであり、 かつ、 翼の形状が中央部側で上下方向の長さが （0. 1〜3. 0) Rかつ、 翼先端部で上下方向の長さが（0〜0. 5) Rである複数枚の撹拌翼を用 いることを特徴とする、 請求項 2に記載のテレフタル酸の製造方法。
8. 粗テレフタル酸を水性媒体に溶解させ、 260〜320°Cの温度条件下、 白金 族金属触媒と接触させて精製し、該テレフタル酸の水性溶液からテレフタル酸を直 列に接続した複数の晶析槽で段階的に冷却して晶析するに際し、第 1晶析槽におけ る晶析温度を 240〜260 とし、撹拌翼にて撹拌動力 0. 01〜 10 k wZm 3の範囲で撹絆を行い、 次いで第 2晶析槽における晶析温度を 180〜230°Cと し、かつ、該晶析温度を第 1晶析槽の晶析温度より 2 0〜6 0 °C低くすることを特 徴とする請求項 1〜 7のいずれかに記載のテレフタル酸の製造方法。
9 . 撹拌動力を変更して攪拌翼の回転数を変更することにより、テレフタル酸粒子 の粒度分布を作り分けることを特徴とする請求項 1〜 8のいずれかに記載のテレ フ夕ル酸の製造方法。
1 0 . 平均粒径が 5 0〜 1 5 0 であり、その標準偏差が 3 0〜 5 0であること を特徴とするテレフタル酸。
1 1 . 請求項 1〜9に記載のいずれかの方法により製造された、平均粒径が 5 0〜 1 5 0 mであり、その標準偏差が 3 0〜5 0であることを特徴とするテレフタル 酸。
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