Vorrichtung für den kontinuierlichen Gas-Flüssigkeits-Kontakt und Verwendung derselben in einem Verfahren zur Reinigung roher Terephthalsäure
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den kontinuierlichen, innigen Kontakt zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas und auf Verwendung derselben zur Reinigung roher Terephthalsäure bis zu einem hohen Reinheitsgrad.
Bis anhin wurden Fraktioniertürme, Rektifizierkolonnen, Rührgefässe, Füllkörpersäulen oder Sprühkolonnen verwendet, um ein Gas mit einer Flüssigkeit in Kontakt zu bringen.
Fraktioniertürme finden in der Industrie infolge des guten Kontakts eines Gases mit einer aus einer Flüssigkeit, einer Lösung oder einer Suspension bestehenden flüssigen Phase weite Verwendung, doch sind sie ungeeignet, wenn man ein hohes Reaktionsverhältnis und eine hohe Wirksamkeit des Kontakts zwischen der flüssigen Phase und dem Gas zu erzielen wünscht, da beinahe ein vollständiges Mischen in der flüssigen Phase erfolgt. Wenn feste Teilchen in einer Flüssigkeit suspendiert sind, wird eine grosse Gasmenge erforderlich, um die festen Teilchen zu heben. Dies führt zu einer erhöhten Kraft, um das Gas einzuleiten, und zu erhöhten Kosten zur Herstellung des Turms. Daher sind Fraktioniertürme unwirtschaftlich, wenn beim Kontakt zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit eine grosse Gasmenge nicht im wesentlichen erforderlich ist.
Die Rektifizierkolonnen sichern eine gute Kontaktwirksamkeit zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit, und bei Verwendung einer Kolonne mit vielen Scheiben ist es möglich, dass eine flüssige Phase beinahe wie aus dem Hahn fliesst. Wenn die Rektifizierkolonne unter hohem Druck betrieben wird, besteht jedoch ein grosses Druckgefälle zwischen den Stufen, und wenn die Kolonne ein Überlaufwehr aufweist, ist es notwendig, den Raum zwischen den Platten zu vergrössern.
Wenn feste Teilchen in der Flüssigkeit suspendiert sind, lagern sie sich auf den Gaszuleitungsöffnungen auf den Schalen ab und verstopfen sie. Dies neigt dazu, die Abweichung eines Gasstroms oder die Fällung fester Teilchen zu bewirken, was den Vorgang unbeständig macht. Eine Rektifizierkolonne mit keinem Überlaufdamm oder eine solche mit den Schalen entsprechenden Stauscheiben wird durch das Druckgefälle zwischen den Scheiben nicht eingeschränkt, doch haben die festen Teilchen eine andere Aufenthaltsdauer als die Flüssigkeit, wenn sie in der Flüssigkeit suspendiert sind. Eine solche Kolonne ist deshalb ungeeignet, wenn eine Einschränkung hinsichtlich der Aufenthaltsdauer des Feststoffs und der Flüssigkeit besteht.
Die Rührgefässe gewährleisten beim mechanischen Rühren beinahe ein vollständiges Mischen. Wünscht man ein hohes Reaktionsverhältnis oder eine hohe Wirksamkeit des Kontakts zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas, so ist es notwendig, eine Vielzahl von Gefässen in Serie zu schalten.
Dies stellt Betriebs- und Wartungsprobleme.
Mit den Füllkörpersäulen und Sprühkolonnen kann keine längere Aufenthaltsdauer der Flüssigkeit erzielt werden. Sie sind ungeeignet, wenn man wünscht, dass eine Absorptionswirksamkeit oder Umwandlung der Flüssigkeit oder des Gases hoch gehalten wird, oder wenn feste Teilchen in einer Flüssigkeit suspendiert sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für den kontinuierlichen Gas-Flüssigkeits-Kontakt, die die oben erwähnten Mängel der herkömmlichen Apparate nicht aufweist und es ermöglicht, ein hohes Reaktionsverhältnis, eine hohe Wirksamkeit des Kontakts zwischen einer Flüssigkeit und einem Gas und eine hohe Kapazitätswirksamkeit der Vorrichtung mit einem beständigen Betrieb zu erzielen. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist besonders wirksam, wenn die Geschwindigkeit eines Gasstroms verhältnismässig niedrig sein kann, oder wenn feste Teilchen in der Flüssigkeit vorliegen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die obigen Gegenstände und Vorteile durch eine Vorrichtung für Gas Flüssigkeits-Kontakt verwirklicht, die aus einem senkrechten Gefäss mit spitz zulaufendem unterem Ende, einem Rohr für die Zufuhr einer Flüssigkeit, einer Öffnung für die Zuleitung eines für den Kontakt mit der Flüssigkeit bestimmten Gases und mindestens einer Öffnung zur Entnahme der Flüssigkeit besteht, welche Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gefäss in senkrechter Richtung durch mindestens eine nach unten spitz zulaufende Scheidewand in mindestens zwei Abschnitte geteilt ist;
jeder dieser Abschnitte so gebaut ist, dass das in einem Abschnitt enthaltene Material durch eine Öffnung am untern Ende der erwähnten Trennwand oder durch eine Leitung, (die sich durch zwei Abschnitte hinzieht und deren Flüssigkeitsabflussende in den untern Teil des anderen Abschnitts einmündet, nach einander) zum Boden oder zum untern Teil des jeweils benachbarten Abschnitts geleitet werden kann; der erste Abschnitt, bei welchem die Flüssigkeit in die Vorrichtung eintritt, aus einem Zuleitungsrohr für die Zufuhr von Flüssigkeit und einem Rohr für die Zuleitung eines gewünschten Gases in den untern Teil des erwähnten Abschnitts besteht; und der letzte Abschnitt, bei welchem die Flüssigkeit austritt, mindestens eine Ablassöffnung zur Entnahme der behandelten Flüssigkeit und von Gas aufweist. Die Vorrichtung kann sich auch für eine Suspension eignen.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erörtert.
Die Fig. 1-6 zeigen verschiedene Beispiele für die Form der Trennwand oder des Bodens der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei in jedem Beispiel a ein Grundriss und b ein Aufriss ist. Die Fig. 7-13 sind Aufrisse, die verschiedene Beispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung für Gas Flüssigkeits-Kontakt veranschaulichen. Fig. 14 ist eine graphische Darstellung, die die Massenübertragungseigenschaften der erfindungsgemässen Vorrichtung mit denjenigen eines bekannten Apparats für Gas-Flüssigkeits-Kontakt zeigt.
Fig. 15 ist eine graphische Darstellung, die die Vermischungseigenschaften der flüssigen Phase und der Teilchenphase der erfindungsgemässen Vorrichtungen zeigt. In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Zahlen gleiche Teile.
Die senkrechte Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist durch Trennwände in mindestens zwei Abschnitte geteilt.
Es gibt keine besondere Einschränkung hinsichtlich der Anzahl dieser Abschnitte, doch werden gewöhnlich 3 bis 50 und insbesondere 4 bis 20 Abschnitte vorgezogen, Die geeignete Anzahl Abschnitte wird je nach den Vermischungseigenschaften einer Flüssigkeit oder Suspension, dem gewünschten Reaktionsverhältnis, der gewünschten Wirksamkeit des Kontakts zwischen der flüssigen Phase und dem Gas usw.
bestimmt. Die einzige Bedingung für die bei der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendete Trennwand besteht darin, dass sie nach unten spitz zuläuft. Zum Beispiel kann sie eine der in den Fig. 1-6 gezeigten Formen aufweisen. In den Fig. 1-6 ist 1 eine Trennwand und 2 eine Seitenwand des Gefässes der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die Trennwand kann wie in Fig. la und 1b die Form einer Rakete, wie in Fig. 2a und 2b die Form eines Kreiskegels, wie in Fig. 3a und 3b die Form einer sechseckigen Pyramide, wie in Fig. 4a und 4b die Form eines konkaven runden Kegels, wie in Fig. 5a und 5b die Form eines abgeschnittenen Kegels oder wie in Fig. 6a und 6b die Form eines polygonalen Kegels einnehmen. Ferner können die Kegelflächen dieser Trennwandtypen teilweise durch eine kurvenförmige oder flache Fläche ersetzt werden.
Bei Verwendung einer kegelförmigen Fläche beträgt der senkrechte Winkel im allgemeinen 1200 oder weniger und vorzugsweise 90" oder weniger. Es gibt keine untere Grenze, doch besteht eine Einschränkung infolge der Struktur. Im allgemeinen beträgt die untere Grenze 150, vor- zugsweise 30 und am besten 45".
Das Material kann durch eine Öffnung 8 im Boden der spitz zulaufenden Trennwand 1, wie dies in Fig. 7 gezeigt wird, oder durch eine Leitung, wie in Fig. 8 und 10 gezeigt, von einem Abschnitt zum andern versetzt werden.
In Fig. 7 ist das Innere eines Gefässes 4, das oben zu ist und eine Seitenwand 2 und einen nach unten spitz zulaufenden kegelförmigen Boden 3 aufweist, durch die Trennwand 1 in die Abschnitte 7a und 7b geteilt. Durch ein Zuleitungsrohr 5, das in die Seitenwand des Abschnitts 7a einmündet, wird eine Flüssigkeit in den Abschnitt 7a geleitet. Am unteren Ende des spitz zulaufenden Bodens 3 befindet sich ein Gaszuleitungsrohr 6, durch welches Sauerstoff, Luft oder ein anderes geeignetes Gas in den Abschnitt 7a des Gefässes 4 eingeleitet wird. Somit bildet der Abschnitt 7a das erste Gebiet, in welches eine Flüssigkeit und ein Gas zum ersten Mal eingeleitet werden.
Die in den Abschnitt 7a eingeleitete Flüssigkeit oder Suspension bildet durch die Gashebewirkung eines aus dem unteren Teil gelieferten Gases einen sich im Kreislauf bewegenden Strom, wodurch die Flüssigkeit mit dem Gas gründlich vermischt wird und sie miteinander in Kontakt gebracht werden. Die Flüssigkeit und das Gas im Abschnitt 7a fliessen dann durch die Öffnung 8 im Boden der Trennwand 1 in den zweiten Abschnitt 7b. Ein sich im Kreislauf bewegender Strom der Flüssigkeit entsteht durch die Gashebewirkung auch im Abschnitt 7b, und es erfolgt eine genügende Vermischung der Flüssigkeit mit dem Gas.
Das Gas wird im Abschnitt 7b von der Flüssigkeit getrennt und durch eine Gasablassöffnung 9 abgelassen. Anderseits wird die Flüssigkeit oder Suspension durch ein Rohr 10 aus dem System entfernt. Die Zahlen 11a und 11b zeigen den Flüssigkeitsspiegel im Abschnitt 7a bzw. 7b.
In der Vorrichtung der Fig. 7, die eine Verkörperungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, bildet die Flüssigkeit einen sich im Kreislauf bewegenden Strom und wird mit dem Gas in den Abschnitten 7a und 7b in innigen Kontakt gebracht, worauf sie aus dem System kontinuierlich entfernt werden, wenn eine Flüssigkeit oder Suspension und ein Gas nacheinander aus den Zuleitungsrohren 5 und 6 eingeleitet werden. Dies braucht keine besonderen Mittel, wie z. B.
mechanisches Rühren.
Die Fig. 8 zeigt eine andere Verkörperungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung. In dieser Figur werden durch zwei Trennwände 1 im Gefäss 4 drei Abschnitte gebildet, nämlich der erste Abschnitt 7a, der zweite Abschnitt 7b und der dritte Abschnitt 7c. Die beiden Trennwände weisen keine Öffnungen auf, und das Material im Abschnitt 7a fliesst durch eine an beiden Enden offene Leitung 12a in den unteren Teil des Abschnitts 7b. Das Material im Abschnitt 7b fliesst durch eine Leitung 12b in den unteren Teil des Abschnitts 7c. Der untere Teil bedeutet nicht nur das untere Ende des spitz zulaufenden Teils, sondern kann sich irgendwo im ganzen spitz zulaufenden Teil befinden. Der Eingang der Leitung 12a bzw. 12b gibt den Flüssigkeitsspiegel 11a bzw.
11b an. Ein hohler Leitzylinder 13, der an beiden Enden offen ist, kann im oberen Teil des Mündungsteils eines Gaszuleitungsrohrs angeordnet sein, das in das untere Ende des Abschnitts 7a einmündet. Der Leitzylinder 13 fördert die.
Umwälzung einer Flüssigkeit oder Suspension im Abschnitt 7a. Durch den Leitzylinder 13 wurden somit feste Teilchen in der Flüssigkeit gut dispergiert oder suspendiert, insbesondere wenn eine Suspension behandelt wird. In der Verkörperungsform der Fig. 8 werden eine durch das Zufuhrrohr 5 eingeleitete Flüssigkeit und ein durch das Zufuhrrohr 6 eingeleitetes Gas im vorvermischten Zustand aus dem unteren Ende des Abschnitts 7a eingeleitet.
Die Vorrichtung der Fig. 9 weist dieselbe Struktur wie die der Fig. 7 auf, ausser dass ein sich nach unten erstreckendes kurzes Rohr 14 sich im Mündungsteil des Bodens der Teilwand 1 befindet, dass ein hohler Leitzylinder 13 sich über dem Mündungsteil jeder Trennwand befindet und dass das Gefäss 4 durch sechs Trennwände in sieben Abschnitte geteilt ist. Bei dieser Vorrichtung fliessen eine Flüssigkeit oder Suspension und ein Gas aus dem Zuleitungsrohr 5 bzw.
6 nacheinander durch die Abschnitte 7a, 7b . . . 7g und werden durch das Rohr 10 bzw. 9 aus dem System entfernt. Der hohle Leitzylinder 13 in jedem Abschnitt fördert die Umwälzung der Flüssigkeit. Gegebenenfalls kann in einer ge wünschten Anzahl von Abschnitt der Leitzylinder weggelassen werden.
In der Vorrichtung der Fig. 10 werden der erste Abschnitt 7a, der zweite Abschnitt 7b, der dritte Abschnitt 7c und der vierte Abschnitt 7d durch drei Trennwände 1 im Gefäss 4 gebildet. Eine Flüssigkeit oder Suspension wird durch das Zuleitungsrohr 5 in der Seitenwand des Abschnitts 7a in diesen Abschnitt und ein Gas durch eine Leitung 15 in den unteren Teil des Abschnitts 7a eingeleitet. Die Flüssigkeit wird durch das Rohr 10 im untersten Abschnitt 7d und das Gas durch das Rohr 9 im Abschnitt 7d aus dem System entfernt.
Die drei Trennwände 1 weisen keine Öffnungen auf. Das Material im Abschnitt 7a fliesst durch die an beiden Enden offene Leitung 12a in den unteren Teil des Abschnitts 7b.
Das Material im Abschnitt 7b fliesst durch die Leitung 12b in den unteren Teil des Abschnitts 7c und das Material im Abschnitt 7c fliesst durch die Leitung 12c in den unteren Teil des Abschnitts 7d. Die Eingänge der Leitungen 12a, 12b und
12c definieren die Flüssigkeitsspiegel 1 la, 1 lb, 1 1c und 1 ld der Abschnitte 7a, 7b, 7c und 7d. Die Zahl der Teilwände in der Vorrichtung der Fig. 10 kann natürlich erhöht oder herabgesetzt werden.
Die Fig. 11 zeigt eine Struktur, bei der sich in der letzten Zone 7g der Vorrichtung der Fig. 9 eine Sedimentationszone
16 befindet. Wenn beispielsweise eine Suspension unter Verwendung dieses Vorrichtungstyps behandelt wird, ist es möglich, aus der letzten Zone eine Suspension von hoher Konzentration und eine Flüssigkeit mit einem geringen Feststoffteilchengehalt unabhängig voneinander rückzugewinnen. In der letzten Zone 7g der Fig. 11 ragt die spitz zulaufende Trennwand 1' über die Seitenwand 2 des Gefässes 4 hinaus, und zusammen mit der Seitenwand 2' weist dieser Abschnitt eine grössere Innenkapazität als irgendein anderer Abschnitt auf. Im Innern dieses Abschnitts befindet sich eine aus einem oben geschlossenen konzentrischen Zylinder gebildete Trennplatte 17.
Das untere Ende dieser Trennplatte 17 befindet sich in einem gewissen Abstand von der Trennwand 1', und zwischen der Trennplatte 17 und der Innenseite der Seitenwand 2' wird eine Sedimentationszone 16 mit einem ringförmigen Querschnitt gebildet. Somit entstehen im Abschnitt 7g zirkulierende Ströme der flüssigen Phase und des Gases im von der Trennplatte 17 umgebenen Abschnitt 7g'. In der Sedimentationszone 16 wird die Flüssigkeit von den darin suspendierten Feststoffteilchen getrennt. Die Feststoffteilchen werden dann in den Abschnitt 7g' gebracht. So wird die Flüssigkeit im Abschnitt 7g' eine Suspension von hoher Konzentration und im oberen Teil der Sedimentationszone eine Flüssigkeit mit einem geringen Feststoffteilchengehalt.
Es ist daher möglich, die Flüssigkeit mit einem geringen Feststoffteilchengehalt durch eine Ablassöffnung 18 und eine Feststoffteilchen enthaltende Suspension von hoher Konzentration aus dem Abschnitt 7g' zu entfernen. Der Aussendurchmesser der Seitenwand 2' der Sedimentationszone 16 kann derselbe sein wie derjenige der Seitenwand 2 der anderen Abschnitte, doch ist es vorzugsweise grösser, um die Wirksamkeit zu erhöhen.
Bei der in Fig. 12 gezeigten Vorrichtung werden Flüssigkeit oder Suspension und Gas gleichzeitig durch ein Ablassrohr 20 entfernt, und die Flüssigkeit oder Suspension wird durch einen Gas-Flüssigkeits-Separator 21 ausserhalb des Gefässes 4 vom Gas getrennt. Das Gas wird durch ein Rohr 22 im oberen Teil des Gas-Flüssigkeits-Separators 21 abgelassen und die Flüssigkeit oder Suspension durch ein Rohr 23 im unteren Teil des Separators entfernt.
Über einem Leitzylinder 13 kann in einem gewissen Abstand davon in jedem der Abschnitte eine Stauscheibe 24 angebracht werden. Das Anbringen dieser Stauscheibe 24 wird vorgezogen, da sie ein zu rasches Fliessen der Flüssigkeit zwischen den Abschnitten verhüten kann.
Wir haben festgestellt, dass es durch die Verwendung der oben beschriebenen erfindungsgemässen Vorrichtung für Gas-Flüssigkeits-Kontakt möglich ist, rohe Terephthalsäure mit einem einfachen Verfahren zu raffinieren, wobei hochgradig reine Terephthalsäure erzielt wird.
Bei der herkömmlichen Herstellung eines hauptsächlich aus Äthylenterephthalat, wie z. B. Polyäthylenterephthalat, bestehenden Faser und Film bildenden linearen Polyesters, wird ein Esteraustausch zwischen Äthylenglycol und Dialkylterephthalat durchgeführt. Terephthalsäure ist nämlich schwer zu raffinieren, während Dialkylterephthalat nach einem Verfahren wie Umkristallisation oder Destillation verhältnismässig leicht raffiniert werden kann. Ein solches Verfahren ist jedoch insofern umständlich, als Terephthalsäure zuerst mit einem Alkylalkohol, wie z. B. Methylalkohol, verestert und dann mit Äthylenglycol umestert werden sollte. Es ist daher klar, dass die Herstellung von Polyäthylenterephthalat durch unmittelbare Umsetzung von Terephthalsäure mit Äthylenglycol vorteilhaft ist.
Damit das durch eine solche unmittelbare Veresterung erzeugte Polyäthylenterephthalat eine ausgezeichnete Weissheit und Durchsichtigkeit und einen kommerziellen Wert aufweist, muss das Terephthalsäure-Ausgangsprodukt jedoch hochgradig rein sein.
Zu den industriell verwendeten Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure gehören ein Salpetersäure-Oxydationsverfahren und ein Luftoxydationsverfahren, bei denen p-Xylol ein Ausgangsmaterial ist und ein Henkel-Verfahren, bei dem Phthalsäureanhydrid ein Ausgangsmaterial ist. Vor einigen Jahren wurde ein Verfahren zur Herstellung von Terephthalsäure vorgeschlagen, bei dem ein Dialkylbenzol, insbesondere p-Xylol, mit molekularem Sauerstoff in einer 2-4 Kohlenstoffatome aufweisenden Fettsäure als Lösungsmittel in Gegenwart einer Kobaltverbindung unter verhältnismässig milden Temperaturbedingungen, d. h. bei. einer Temperatur von nicht über 150O C, oxydiert wird. Ein solches Verfahren schliesst ein: a) eine Methode, bei der die Oxydation in Gegenwart eines Methylenketons, wie z. B.
Methyläthylketon, durchgeführt wird, wie in den amerikanischen Patenten Nrn. 2 853 514 und 3 036 122 vorgeschlagen, b) eine Methode, bei der Ozon als Initiator verwendet wird, wie in der japanischen Patentschrift Nr. 268 604 vorgeschlagen, c) eine Methode, bei der die Oxydation durch die Beigabe von Acetaldehyd durchgeführt wird, wie im amerikanischen Patent Nr. 2 673 217 vorgeschlagen, d) eine Methode, bei der die Oxydation durch die Beigabe eines Äthers, wie z. B.
Diisopropyläther, ausgeführt wird, und e) eine Methode, bei der die Oxydation in Gegenwart einer grossen Menge eines Kobaltsalzes durchgeführt wird, wie im amerikanischen Patent Nr. 3 334 135 vorgeschlagen.
Nach irgendeinem dieser Verfahren erzeugte Terephthalsäure enthält farbige Verunreinigungen und Unreinheiten, die gefärbte Substanzen bilden, und ist zur Herstellung eines eine ausgezeichnete Weissheit aufweisenden linearen Polyesters durch unmittelbare Veresterung ungeeignet.
Wir haben die Reinigung nach den obigen Methoden a)-e) erzeugter roher Terephthalsäure unter Verwendung eines Kobaltverbindung-Katalysators untersucht und festgestellt, dass bei Verwendung einer Reinigungsmethode, bei der die Oxydation mit molekularem Sauerstoff in einer flüssigen Phase in einer 2-4 Kohlenstoffatome aufweisenden aliphatischen Monocarbonsäure durchgeführt wird, die Terephthalsäure im System mit bemerkenswerter Wirkung raffiniert wird, wenn sie im Zustand einer Suspension mit molekularem Sauerstoff bei einer spezifischen Temperatur in Kontakt gebracht wird und dass bei Temperaturen ausserhalb des spezifischen Gebiets die Reinigung nur in einem ungenügen den Mass erfolgt.
Daher wurde die Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung für ein Verfahren zur Herstellung raffinierter Terephthalsäure vorgeschlagen, bei der Terephthalsäure von einem die rohe Terephthalsäure enthaltenden Reaktionsgemisch getrennt wird, das dadurch erzielt wird, dass p-Dialkylbenzol mit molekularem Sauerstoff in einer 2-4 Kohlenstoffatome aufweisenden aliphatischen Monocarbonsäure in Gegenwart einer Kobaltverbindung oxydiert wird, und eine bei einer Temperatur von 180-230" C gehaltene Suspension, die aus 6-100 Gew.-Teilen der erwähnten rohen Terephthalsäure und 100 Gew.-Teilen mindestens einer aliphatischen Monocarbonsäure aus der aus Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure bestehenden Gruppe oder einer wässrigen Lösung der erwähnten aliphatischen Monocarbonsäure, die nicht über 50 Gew. % und vorzugsweise nicht über 30 Gew.
% Wasser enthält, besteht, mit molekularem Sauerstoff in Kontakt gebracht wird.
Um ein solches Reinigungsverfahren kontinuierlich durchzuführen, muss die zu verwendende Reaktionsvorrichtung so sein, dass 1. ein genügender Kontakt zwischen einem Gas und einer Suspension geschaffen wird, 2. Feststoffteilchen in einer Flüssigkeit genügend suspendiert oder dispergiert sind, 3. eine flüssige Phase fast wie aus dem Hahnen fliesst, 4. der Betrieb beständig ist usw.
Bis anhin wurden Vorrichtungen wie ein Fraktionierturm, eine Rektifizierkolonne und ein Rührgefäss verwendet, um ein Gas mit einer solchen Suspension in Kontakt zu bringen, doch war es infolge der zu Beginn dieser Beschreibung erwähnten Mängel dieser Vorrichtungen äusserst schwierig, die oben erwähnten Bedingungen 1., 2., 3. und 4. zu erfüllen.
Es wurde nun gefunden, dass bei Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung für den kontinuierlichen Gas Flüssigkeits-Kontakt zur Reinigung roher Terephthalsäure unter geeigneten Bedingungen das Reinigungsverfahren aus einer industriellen Skala glatt durchgeführt wird, wobei hochgradig reine Terephthalsäure erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gleichfalls auf die Verwendung der genannten Vorrichtung auf ein Verfahren zur Reinigung roher Terephthalsäure, das dadurch erhalten wird, dass p-Dialkylbenzol mit molekularem Sauerstoff in einer 2-4 Kohlenstoffatome aufweisenden aliphatischen Monocarbonsäure in Gegenwart einer Kobaltverbindung oxydiert und aus dem Reaktionsgemisch die rohe Terephthalsäure abgetrennt wird.
Diese Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine aus 6-100 Gew.-Teilen roher Terephthalsäure und 100 Gew.-Teilen mindestens einer aliphatischen Monocarbonsäure oder einer wässrigen Lösung der erwähnten aliphatischen Monocarbonsäure vorbereitete und bei 180-230" C gehaltene Suspension, die nicht über 50 Gew.
% Wasser enthält, in einem ersten Abschnitt eines durch mindestens eine nach unten spitz zulaufende Trennwand in senkrechter Richtung geteilten Reinigungsgefässes und molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas mit einer Oberflächengeschwindigkeit von mindestens 0,1 cm/sec in den unteren Teil des erwähnten Abschnitts eingeleitet wird, die erwähnte Suspension und das erwähnte Gas im erwähnten Abschnitt miteinander vermischt werden, das Gemisch dann durch eine Öffnung im unteren Teil der Trennwand oder durch eine Leitung, deren Stromabwärtsende in den unteren Teil eines anderen Abschnitts einmündet, in den unteren Teil eines anderen Abschnitts geleitet und dann aus dem letzten Abschnitt des Gefässes entfernt wird und die Terephthalsäure schliesslich abgetrennt wird.
Die erfindungsgemässe Verwendung der Vorrichtung auf ein Verfahren zur Reinigung roher Terephthalsäure wird nachstehend in Einzelheiten beschrieben.
Als Ausgangsprodukt verwendete rohe Terephthalsäure
Die rohe Terephthalsäure oder ein Terephthalsäure enthaltendes Material, das bei der Verwendung der Vorrichtung beim Reinigungsverfahren verwendet wird, wird durch Oxydation eines bekannten p-Dialkylbenzols mit molekularem Sauerstoff in einer 2-4 Kohlenstoffatome aufweisenden Fettsäure in Gegenwart einer Kobaltverbindung als Katalysator gemäss z. B. den oben erwähnten Methoden a) bis e) z. B.
der amerikanischen Patenten Nrn. 2 853 514 und 2 673 217 hergestellt.
Wenn die durch Oxydation erzielte Reaktionslauge der erfindungsgemässen Reinigungsbehandlung als solchen (ohne Abtrennung der Terephthalsäure) unterzogen wird, wird die Terephthalsäure nur ungenügend raffiniert, und die Ziele der Verwendung können nicht erreicht werden. Es ist daher wesentlich, dass bei der vorliegenden Erfindung Terephthalsäure von einem durch die Oxydation erzielten Reaktionsgemisch abgetrennt und die rückgewonnene rohe Terephthalsäure als Ausgangsmaterial verwendet wird.
In diesem Fall wird es vorgezogen, die abgetrennte rohe Terephthalsäure einmal oder mehrmals mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie z. B. Wasser, einer 2-4 Kohlenstoffatome aufweisenden aliphatischen Monocarbonsäure oder einer wässrigen Lösung davon zu waschen, bevor sie als Ausgangsmaterial verwendet wird, da das erfindungsgemässe Verfahren dadurch eine erhöhte Wirkung bekommt.
Reinigungsmilieu
Wie bereits erwähnt, kann Essigsäure, Propionsäure oder n- oder Isobuttersäure als Reinigungsmilieu verwendet werden, wobei Essigsäure besonders vorgezogen wird. Diese Milieus werden gewöhnlich in im wesentlichen reiner Form allein oder in Beimischung verwendet, doch können sie auch in Form einer wässrigen Lösung davon, die nicht über 50 Gew. % und insbesondere nicht über 30 Gew. % Wasser enthält, verwendet werden. Wenn der Wassergehalt 50 Gew. % übersteigt, wird die Reinigungswirkung herabgesetzt, und die Ziele der vorliegenden Erfindung können nicht erreicht werden.
Reinigungsbedingungen
Wie bereits erwähnt, ist die Reinigungswirkung mit dem Verhältnis des Reinigungsmilieus zur rohen Terephthalsäure, die beim Reinigungsverfahren verwendet wird, und den Temperaturbedingungen zur Zeit der Reinigung eng verwandt.
Bei diesem Reinigungsverfahren kann hochgradig eine Terephthalsäure erzielt werden, indem eine bei einer Temperatur von 180-230" C gehaltene Suspension, die aus 6-100 Gew. Teilen roher Terephthalsäure und 100 Gew.-Teilen Reinigungsmilieu (Monocarbonsäure oder eine wässrige Lösung davon, die nicht über 50 Gew. % und vorzugsweise nicht über 30 Gew. % Wasser enthält) besteht, mit molekularem Sauerstoff enthaltendem Gas in Kontakt gebracht wird: a) Der Einfluss des Verhältnisses der rohen Terephthalsäure zum Reinigungsmilieu auf die Reinigung wird nachstehend anhand von Versuchen, in denen alle Teile Gewichtsteile und alle Prozente Gewichtsprozente sind, besprochen.
Beispiele von Versuchen 1-14
Ein in seinem unteren Teil mit einer Einlassöffnung zum Einblasen von Gas und mit einem Rührer ausgerüsteter Druckreaktionsgefäss aus rostfreiem Stahl wurde mit 20 Teilen p-Xylol, 130 Teilen Essigsäure und 20 Teilen Kobaltacetat [Co(OCOCH3)24H2O] beschickt. Während die Temperatur bei 1200 C gehalten wurde, wurde Luft bei einem Druck von 20 kg/cm2 G mit einer als Sauerstoff berechneten Geschwindigkeit von 0,0095 Mol/ eingeleitetes p-Xylol - min eingeleitet. Das Rühren erfolgte mit einer Ge schwindigkeit von 1200 Umdrehungen/min. Die Umsetzung wurde fortgesetzt, bis es im wesentlichen keine wahrnehmbare Absorption von Sauerstoff mehr gab. Nach Ende der Umsetzung wurde das Reaktionsgemisch entfernt und durch Ausschleudern in einem Feststoff und einer Flüssigkeit getrennt.
Der Feststoff wurde mit einer kleinen Menge Eisessig gewaschen und mit der dreifachen Menge Eisessig, auf das Gewicht des Feststoffs bezogen, vermischt. Das Gemisch wurde zum Sieden gebracht, 20 Minuten bei normalem atmosphärischem Druck bei Rückfluss erhitzt und dann heiss filtriert. Der Feststoff wurde nochmals in gleicher Weise bei Rückfluss erhitzt, heiss filtriert und gwaschen, wobei rohe Terephthalsäure erzielt wurde, die als Ausgangsmaterial für die Reinigung verwendet wurde.
Bei jedem Versuch wurden die rohe Terephthalsäure (die eine optische Dichte von 0,480 (5 cm Zelle) aufwies und 0,0192 Gew. % Kobalt, als CO(OCOCH3)2 - 4H2O berechnet, enthielt) und reiner Eisessig im in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Verhältnis in ein Druckgefäss aus Titan gegeben. Luft wurde bis zu einem Druck von 12 kg/cm2 eingeleitet und das Reaktionssystem 2 Stunden bei 1900 C gerührt. Es wurde dann mit einer Geschwindigkeit von 26 C/min auf 115 C abgekühlt. Das Produkt wurde entfernt und filtriert. Die Terephthalsäure wurde weiter mit reinem Eis essig gewaschen, zusammen mit destilliertem Wasser gekocht, filtriert, wiederum mit destilliertem Wasser gewaschen und schliesslich getrocknet, wobei gereinigte Terephthalsäure erzielt wurde. Die optische Dichte (O.
D.) der auf diese Weise erzielten gereinigten Terephthalsäure ist ebenfalls in der nachstehenden Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
EMI5.1
<tb> Versuchs- <SEP> Menge <SEP> roher <SEP> Menge <SEP> Eis- <SEP> Verhältnis <SEP> Optische
<tb> bei <SEP> spiel <SEP> Terephthal- <SEP> essig <SEP> des <SEP> unlös- <SEP> Dichte <SEP> der
<tb> <SEP> säure <SEP> (Gew.- <SEP> lichen <SEP> Teils <SEP> gereinigten
<tb> <SEP> (Gew.-Teile) <SEP> Teile) <SEP> der <SEP> einge- <SEP> Terephthal
<tb> <SEP> leiteten <SEP> säure
<tb> <SEP> Terephthal
<tb> <SEP> säure
<tb> <SEP> (Gewf)
<tb> <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 100 <SEP> 40 <SEP> 0,150
<tb> <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 100 <SEP> 40 <SEP> 0Z150
<tb> <SEP> 2 <SEP> 3,3 <SEP> 100 <SEP> 64 <SEP> 0,121
<tb> <SEP> 3 <SEP> 5,3 <SEP> 100 <SEP> 78 <SEP> 0,103
<tb> <SEP> 4 <SEP> 6,6 <SEP> 100 <SEP> 82 <SEP> 0,092
<tb> <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 100 <SEP> 88 <SEP> 0,082
<tb> <SEP> 6 <SEP> 11 <SEP> 100 <SEP> 89 <SEP> 0,088
<tb> <SEP> 7 <SEP> 20 <SEP> 100 <SEP> 94 <SEP> 0,057
<tb>
<SEP> 8 <SEP> 25 <SEP> 100 <SEP> 95 <SEP> 0,060
<tb> <SEP> 9 <SEP> 33 <SEP> 100 <SEP> 96 <SEP> O;FO <SEP>
<tb> <SEP> 10 <SEP> 43 <SEP> 100 <SEP> 97 <SEP> 0,078
<tb> <SEP> 11 <SEP> 54 <SEP> 100 <SEP> 98 <SEP> 0,082
<tb> <SEP> 12 <SEP> 67 <SEP> 100 <SEP> 98 <SEP> 0,085
<tb> <SEP> 13 <SEP> 82 <SEP> 100 <SEP> 99 <SEP> 0,098
<tb> <SEP> 14 <SEP> 122 <SEP> 100 <SEP> 99-100 <SEP> 0,161
<tb>
Aus der obigen Tabelle 1 geht hervor, dass das Verhältnis der rohen Terephthalsäure zum Reinigungsmilieu (Eisessig) den Reinheitsgrad der gereinigten Terephthalsäure in hohem Masse beeinflusst. Die Tabelle zeigt, dass, je kleiner die optische Dichte der gereinigten Terephthalsäure ist, desto grösser der Reinheitsgrad der raffinierten Terephthalsäure ist.
In den Beispielen 1-3 (ausserhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung) betrug die Menge roher Terephthalsäure weniger als 6 Gew.-Teile gegen 100 Gew.-Teile Eisessig, und im Beispiel 14 (ebenfalls ausserhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung) wurden über 100 Gew.-Teile roher Terephthalsäure gegen 100 Gew.-Teile Eisessig verwendet. In allen diesen Beispielen hat die gereinigte Terephthalsäure eine grössere optische Dichte als die in irgend einem der Beispiele 4-13 (im Rahmen der vorliegenden Erfindung) erzielte gereinigte Terephthalsäure. Die optische Dichte der in den Beispielen 1-3 und 14 erzielten gereinigten Terepthalsäure liegt über 0,1, und solche Terephthalsäure kann nicht zur direkten Veresterung verwendet werden.
Anderseits weist in den Beispielen 4-13 erzielte gereinigte Terephthalsäure eine optische Dichte von unter 0,1 auf und kann bei der direkten Veresterung verwendet werden.
Die obige Tabelle 1 zeigt auch das Verhältnis (in Gew. %) des unlöslichen Teils der rohen Terephthalsäure (auf den als Reinigungsmilieu verwendeten Eisessig bezogen). Daraus geht hervor, dass unter den Bedingungen der vorliegenden Erfindung die meiste (mindestens 80%) als Ausgangsmaterial verwendete rohe Terephthalsäure im unlöslichen Zustand mit molekularem Sauerstoff in Kontakt gebracht wird und dass dies zu hochgradig reiner gereinigter Terephthalsäure führt.
Dies war recht unerwartet.
Die bei der vorliegenden Beschreibung angegebene optische Dichte wurde bei 380 ma mit einer Zellenlänge von 5 cm unter Verwendung einer Lösung von 1 g Probe in einer 14%gen wässrigen Ammoniaklösung gemessen.
b) Gemäss der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass eine wichtige Beziehung zwischen den Temperaturbedingungen zur Zeit der Reinigung und der Reinigungswirkung besteht. Dies wird nachstehend anhand von Beispielen gezeigt.
Beispiele 15-25
Ein Druckgefäss aus Titan wurde mit 6,6 Teilen der gleichen rohen Terephthalsäure wie im Beispiel 1 (die eine optische Dichte von 0,480 (5 cm Zelle) aufweist und 0,019% Co als Co(OCOCH3)2 4H2O berechnet, enthielt) und 100 Gew.-Teilen Eisessig beschickt; Luft wurde bis zu einem Druck von 12 kg/cm2 G eingeleitet. Das Reaktionssystem wurde 2 Stunden gerührt und bei der in der nachstehenden Tabelle 2 angegebenen Temperatur gehalten. Es wurde das gleiche Behandlungsverfahren wie in Beispiel 1 befolgt. Die optische Dichte der gereinigten Terephthalsäure ist ebenfalls in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.
Tabelle2
EMI6.1
<tb> <SEP> Bei- <SEP> Reinigungs- <SEP> Verhältnis <SEP> des <SEP> Optische <SEP> Diohte
<tb> <SEP> spiel <SEP> t <SEP> emper <SEP> atur <SEP> urilöslichen <SEP> der <SEP> $ereinigten
<tb> <SEP> O, <SEP> eils <SEP> der <SEP> rohen <SEP> Terephthalsäure
<tb> <SEP> Terephthalsäure
<tb> . <SEP> . <SEP> .
<tb>
<SEP> 15 <SEP> 160 <SEP> 91,0 <SEP> 0,192
<tb> <SEP> 16 <SEP> 175 <SEP> 84,0 <SEP> 0,128
<tb> <SEP> 17 <SEP> 180 <SEP> 83,4 <SEP> 0,096 <SEP>
<tb> <SEP> 18 <SEP> 190 <SEP> 82,0 <SEP> 0,090
<tb> <SEP> 19 <SEP> 200 <SEP> 77Z4 <SEP> 0,077
<tb> <SEP> 20 <SEP> 210 <SEP> 74,3 <SEP> 0,050 <SEP>
<tb> <SEP> 21 <SEP> 220 <SEP> 60,5 <SEP> 0,070
<tb> <SEP> 22 <SEP> 230 <SEP> 54,5 <SEP> 0,098
<tb> <SEP> 23 <SEP> 235 <SEP> 50,0 <SEP> 0,155
<tb> <SEP> 24 <SEP> 250 <SEP> 28,8 <SEP> 0,519
<tb> <SEP> 25 <SEP> 261 <SEP> 9,1 <SEP> 1,231
<tb>
Aus den Ergebnissen der obigen Tabelle 2 geht hervor, dass, selbst wenn die Menge roher Terephthalsäure innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt (6 bis 100 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Reinigungsmilieu),
die optische Dichte der gereinigten Terephthalsäure 0,1 übersteigt, wenn die Reinigungstemperatur unter 1800 C (Bei spiele 15 und 16) und über 230 C (Beispiele 23, 24 und 25) liegt, und dass diese Terephthalsäure nicht zur direkten Veresterung verwendet werden kann; im Gegensatz dazu liegt die optische Dichte der gemäss der vorliegenden Erfindung bei einer Temperatur von 180-230 C (Beispiele 17-22) gereinigten Terephthalsäure unter 0,1, und diese Terephthal säure kann bei der direkten Veresterung verwendet werden.
Aus den Ergebnissen der Beispiele 23, 24 und 25 geht hervor, dass bei einer Reinigungstemperatur von 230 C die optische Dichte der gereinigten Terephthalsäure grösser ist als diejenige der rohen Ausgangsterephthalsäure (0,1), und wenn die Reinigung bei einer Temperatur von über 230 C durchgeführt wird, tritt eine erhöhte Bildung gereinigter Substanzen ein.
Es wird somit festgestellt, dass bei der Reinigung roher Terephthalsäure, die unter Verwendung einer Kobaltverbindung als Katalysator erzeugt wird, es wichtig ist, bei einer Reinigungstemperatur von 180-230" C unter Verwendung von 6-100 Gew.-Teilen roher Terephthalsäure gegen 100 Gew.-Teile Reinigungsmilieu zu operieren.
Andere Bedingungen der vorliegenden Erfindung
Andere notwendige Bedingungen zur Durchführung des Reinigungsverfahrens bei Verwendung der Vorrichtung werden nachstehend in Einzelheiten beschrieben.
Das bei der Reinigung roher Terephthalsäure verwendete molekularen Sauerstoff enthaltende Gas kann im wesentlichen reiner Sauerstoff oder molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas, das ein inertes Gas, wie z. B. Stickstoff und Kohlensäuregas, enthält, sein. Der molekulare Sauerstoff kann in irgendeinem Verhältnis enthalten sein. Im allgemeinen ist Luft das billigste Beispiel eines molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases. Der Teildruck des molekularen Sauerstoffs im System ist nicht limitiert, doch beträgt er zweckmässig im allgemeinen 1-50 und vorzugsweise 1 bis 10 Atmosphären.
Der Gesamtdruck des Reaktionsgefässes zur Durchführung der vorliegenden Erfindung wird durch die Summe des Dampfdrucks des Lösungsmittels, den Druck von O2 und den Teildruck des inerten Gases ausgedrückt. Bei der vorliegenden Erfindung kann irgendein Druck verwendet werden, solange mindestens ein Teil des Reinigungsmilieus im Reaktionssystem flüssig gehalten wird. Gewöhnlich wird es vorgezogen, bei einem Teildruck von 5-100 Atmosphären vorzugehen.
Die Reinigungsbehandlung kann in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Katalysators durchgeführt werden. Als Katalysator kann irgendein flüssiger Phase-Luftoxydationskatalysator verwendet werden, und im allgemeinen werden wertigkeitsvariable Metalle wie z. B. Co, Mn, Ni, Cr und Pb und deren Verbindungen verwendet. Bei der vorliegenden Erfindung genügt jedoch der in der rohen Terephthalsäure verbleibende Kobaltkatalysator, da in der flüssigen Phase Luftoxydation von p-Dialkylbenzol eine Kobaltverbindung als Katalysator verwendet wird.
Die für die Reinigung erforderliche Zeit, d. h. die Zeit, während der das Reaktionssystem bei der oben angegebenen Temperatur gehalten wird, beträgt im allgemeinen 5 Minuten bis 5 Stunden und insbesondere 20 Minuten bis 3 Stunden.
Reinigungsverfahren
Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung der oben angegebenen erfindungsgemässen Vorrichtung für Gas-Flüssigkeits-Kontakt beim Verfahren zur Herstellung gereinigter Terephthalsäure, bei dem rohe Terephthalsäure von einem die rohe Terephthalsäure enthaltenden Reaktionsgemisch getrennt wird, das dadurch erzielt wird, dass p-Dialkylbenzol mit molekularem Sauerstoff in einer 2-4 Kohlenstoffatome aufweisenden aliphatischen Monocarbonsäure in Gegenwart einer Kobaltverbindung oxydiert wird, und eine bei einer Temperatur von 180-230 C gehaltene Suspension, die aus 6-10 Gew.-Teilen der erwähnten rohen Terephthalsäure und
100 Gew.-Teilen mindestens einer aliphatischen Monocarbonsäure oder einer wässrigen Lösung der erwähnten aliphatischen Monocarbonsäure, die nicht über 50 Gew.
% Wasser enthält, besteht, mit molekularem Sauerstoff in Kontakt gebracht wird, hochgradig reine Terephthalsäure durch einen einfachen Vorgang kontinuierlich und mit äusserst guter Wirksamkeit erzielt werden kann.
Nach dem genannten Reinigungsverfahren werden eine Suspension (flüssige Seite) der rohen Terephthalsäure und molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas in der anhand der Zeichnungen oben beschriebenen Weise in die in den beiliegenden Fig. 1-12 gezeigte erfindungsgemässe Vorrichtung eingeleitet. Spezifisch wird gereinigte Terephthalsäure erzielt, indem die Suspension in einem wahlfreien Abschnitt eines durch mindestens eine nach unten spitz zulaufende Trennwand in senkrechter Richtung geteilten Reinigungsgefässes eingeleitet wird, molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas mit einer Oberflächengeschwindigkeit von mindestens 0,1 cm/sec in den unteren Teil des erwähnten Abschnitts eingeleitet wird, die erwähnte Suspension und das erwähnte Gas im erwähnten Abschnitt miteinander vermischt werden,
das Gemisch dann durch eine Öffnung im unteren Teil der Trennwand oder durch eine sich durch zwei Abschnitte hinziehende Leitung, deren Stromabwärtsende in den unteren Teil eines anderen Abschnitts einmündet, in den unteren Teil eines anderen Abschnitts geleitet und dann aus dem letzten Abschnitt des Gefässes entfernt wird und die Terephthalsäure schliesslich abgetrennt wird.
Beim genannten Reinigungsverfahren sollte die Geschwindigkeit des molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases so bestimmt werden, dass 1. Feststoffteilchen in der Suspension genügend suspendiert sind und in der aliphatischen Monocarbonsäure schwimmen und 2. der Kontakt zwischen der Suspension und dem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas genügend ist, um eine vollständige Reinigungswirkung zu erzielen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es bei der vorliegenden Erfindung notwendig, dass die Oberflächengeschwindigkeit des Gases in der Kolonne auf 0,1 cm3/cm2 sec oder darüber und vorzugsweise nicht unter 0,2 cm3/cm2 sec eingestellt wird.
Unter Oberflächengeschwindigkeit des Gases , wie dieser Ausdruck hierin verwendet wird, versteht man die Oberflächengeschwindigkeit (cm3/cm2 sec) eines gasförmigen Gemisches, der aus molekularen Sauerstoff enthaltendem Gas und dem Dampf des damit koexistierenden Milieus besteht. Die oben erwähnte Oberflächengeschwindigkeit kann selbstverständlich auch in cm/sec ausgedrückt werden. Wenn die Oberflächengeschwindigkeit des Gases eine gewisse Grenze übersteigt, strömt das Gas durch die Suspension in Form einer Gassäule, und die Wirkung des Kontakts zwischen der Flüssigkeit und dem Gas wird schlechter und der Betrieb unbeständig. Der Kompressor wird stärker und die Menge des im Gas mitgeschleppten Milieus grösser. Es ist daher notwendig, die Oberflächengeschwindigkeit derart zu wählen, dass ein solches Phänomen nicht eintritt.
Daher beträgt die Oberflächengeschwindigkeit des Gases in der Kolonne gemäss der vorliegenden Erfindung 5 cm/sec oder weniger und vorzugsweise 1 cm/sec oder weniger.
Beim angeführten Reinigungsverfahren wird es vorgezogen, dass die Zahl der durch die Trennwände geschaffenen Abschnitte in den in den Fig. 7-12 gezeigten Vorrichtungen 4 bis 20 ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform des genannten Reinigungsverfahrens unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung wird nun anhand der Fig. 13 gezeigt.
In der Fig. 13 werden die rohe Terephthalsäure und die aliphatische Monocarbonsäure oder deren wässrige Lösung, die 50 Gew. % Wasser enthält, (als Flüssigkeitsmilieu) durch die Leitungen 31 und 32 in ein Gefäss 33 zur Herstellung einer Ausgangssuspension eingeleitet. Das Gefäss 33 weist eine zur einheitlichen Dispergierung der festen rohen Terephthalsäure im Flüssigkeitsmilieu notwendige Rührwirkung auf. Eine im Gefäss 33 erzeugte Suspension wird mittels einer quantitativen Pumpe 34 kontinuierlich zu einer Vorwärmeeinrichtung 35, wo sie auf 180-230 C erhitzt wird, und dann zu einer Reinigungskolonne 36 geleitet. Die Vorwärmeeinrichtung 35 ist ein Wärmeaustauscher vom Posaunentyp, in welchem die Suspension durch ein Titanrohr geleitet und von aussen mittels eines Wärmeübertragungsmilieus erhitzt wird.
Die Reinigungskolonne 36 hat eine wie in Fig. 7-12 gezeigte Struktur und ist ein mit einem Kühlmantel ausgerüstetes Titangefäss. Es wird vorgezogen, dass die mittlere Aufenthaltsdauer der Suspension in der Kolonne 36 5 Minuten bis 5 Stunden und insbesondere 10 Minuten bis 3 Stunden beträgt. Ein molekularen Sauerstoff enthaltendes Gas, wie z. B. Luft, wird durch ein Filter 37 in einen Kom pressor 38 eingesaugt, so dass der Druck im Innern der Reinigungskolonne 33 10-100 kg/cm2 G und insbesondere 15-50 kg/cm2 G und die Oberflächengeschwindigkeit des Gases 0,1-5 cm/sec und insbesondere 0,2-1 cm/sec beträgt.
Der Druck wird erhöht und das Gas durch eine vorwärmende Sättigungsvorrichtung 39 auf 180-230" C erhitzt. Es wird mit dem Milieu im wesentlichen gesättigt und in die Reinigungskolonne 36 kontinuierlich eingeleitet. In der Reinigungskolonne 36 werden die Suspension und das Gas in Gegenstromrichtung miteinander in Kontakt gebracht und im letzten Abschnitt voneinander getrennt. Das Gas wird aus dem letzten Abschnitt in einen Kühler 40 geleitet, wo es abgekühlt wird. Das im Gas mitgerissene Milieu wird zum grössten Teil kondensiert und zu einem Gas-Flüssigkeits Separator 41 geleitet. Das abgetrennte Gas wird in die Atmosphäre abgelassen, so dass der Druck der Reinigungskolonne 36 im wesentlichen konstant bleibt. Das in der Trennvorrichtung 41 für Gas und Flüssigkeit erzielte kondensierte Milieu wird in einen Behälter 42 von normalem Atmosphärendruck geleitet.
Es wird durch eine quantitative Pumpe 43 zur vorwärmenden Sättigungsvorrichtung 39 kontinuierlich geleitet.
Vom Gas mitgerissen, wird es in die Reinigungskolonne 36 wiedereingeleitet. Aus der Reinigungskolonne 36 wird die Suspension in einen Spülbehälter 44 geleitet, so dass der Flüssigkeitsspiegel im letzten Abschnitt im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Der Spülbehälter 44 ist ein mit einem Kühler 45 ausgerüstetes Rührgefäss aus rostfreiem Stahl, und es wird vorgezogen, die Innentemperatur z. B.
beim Siedepunkt des verwendeten Milieus zu halten. Die Suspension im Spülbehälter 44 wird bei hoher Temperatur über die Pumpe 46 in den Behälter 47 geleitet, wo gereinigte Terephthalsäure vom Filtrat abgetrennt wird. Das abgetrennte Filtrat wird in einen Filtratbehälter 48 geleitet. Die abgetrennte gereinigte Terephthalsäure wird getrocknet und zu einem Endprodukt verarbeitet.
Unter Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es mit dem obigen Verfahren möglich, die Suspension und das molekularen Sauerstoff enthaltende Gas mit einer grösseren Wirksamkeit als bei irgendeiner anderen Behandlung, bei der irgendeine bekannte Vorrichtung für den Flüssigkeit Gas-Kontakt verwendet wird, miteinander in Kontakt zu bringen und hochgradig reine Terephthalsäure kontinuierlich zu erzielen.
Das genannte Reinigungsverfahren wird durch folgende Beispiele weiter veranschaulicht. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile Gewichtsteile und alle Prozente Gewichtsprozente.
TeilI
Der Teil I zeigt eine Reihe von Versuchen zur Messung der Massenübertragungs- und Vermischungseigenschaften verschiedener Vorrichtungen für den Flüssigkeit-Gas-Kontakt.
Beispiel 1
Eine Vorrichtung zur Messung der Massenübertragungseigenschaften der Vorrichtung für kontinuierlichen Gas Flüssigkeits-Kontakt vom in Fig. 9 gezeigten Typ wird aus hartem, durchsichtigem Vinylchloridharz hergestellt. Der Innendurchmesser des Turms beträgt 145 mm, und die Trennwand ist kegelförmig mit einem senkrechten Winkel von 60". Die Verbindung zwischen der Flüssigkeit ,und dem Gas erfolgt durch ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 3 mm und einer Länge von 20 mm, das im unteren Teil der kegelförmigen Trennwand angebracht ist. An der Seitenoberfläche des Rohrs sind vier 1 mm breite und 10 mm lange Schlitze angebracht Die Zahl der durch die Trennwände geteilten Abschnitte, die in senkrechter Richtung direkt aufeinander folgen, ist 7, und der Abstand zwischen zwei Trennwänden beträgt 275 mm.
Jeder der Abschnitte weist in seinem unteren Teil einen Leitzylinder mit einem Innendurchmesser von 20 mm und einer Länge von 100 mm auf.
In dieser Vorrichtung wurde eine 10-3 Mol/Liter Kupfersulfat enthaltende 0,2n wässrige Natriumsulfitlösung in gleicher Stromrichtung mit gasförmigem Sauerstoff in Kontakt gebracht, und die Änderung in der Natriumsulfitkonzentration (Natriumsulfit wird dabei in Sulfat oxydiert) wurde gemessen. Aus der Änderung dieser Konzentration wurde ein Gesamtabsorptionskapazitätkoeffizient (K,a[Kg-mol/m3 h(kg-mol/m3)]} des gasförmigen Sauerstoffs in der flüssigen Phase errechnet.
Die für KLa in erfindungsgemässer Vorrichtung gemessenen Werte, wenn die Oberflächengeschwindigkeit (OG cm3/cm2 sec) des Gases abgeändert und die Oberflächengeschwindigkeit der Flüssigkeit bei 0,076 cm3/cm2 sec gehalten wurde, sind in Fig. 14 Kurve A angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
Die Massenübertragungseigenschaften (siehe Fig. 14) wurden ferner durch einen Fraktionierturm (Kurve E) und einen mehrstufigen Fraktionierturm (Kurve B) gemessen.
Der Fraktionierturm war aus hartem, durchsichtigem Vinylchloridharz und hatte einen Innendurchmesser von 137 mm und eine Länge von 1096 mm; der mehrstufige Fraktionierturm wurde hergestellt, indem 7 perforierte Platten mit 79 Öffnungen mit einem Durchmesser von 5 mm und einem Öffnungsverhältnis von 0,105 in Abständen von 137 mm in den oben erwähnten Fraktionierturm eingefügt wurden.
In dieser Vorrichtung wurde gasförmiger Sauerstoff in Gegenstromrichtung mit einer wässrigen Natriumsulfitlösung in Kontakt gebracht und KLa gemessen. Die für KLa gemessenen Werte, wenn die Oberflächengeschwindigkeit (OG cm3/cm2 sec) des Gases abgeändert und diejenige der Flüssigkeit bei 0,340 cm3/cm2 sec gehalten wurde, sind zusammen mit den vorher angeführten bei der erfindungsgemässen Vorrichtung erhaltenen Werten (Kurve A) in Fig. 14 angegeben.
Die Kurve A zeigt somit, in Funktion der Oberflächengeschwindigkeit des Gases OG, den Verlauf des Gesamtabsorbtionskoeffizienten des gasförmigen Sauerstoffs (KLa) in erfindungsgemässer Vorrichtung für den kontinuierlichen Gas-Flüssigkeits-Kontakt.
Die Kurve B zeigt den Verlauf des Gesamtabsorptionskoeffizienten des gasförmigen Sauerstoffs (KLa) gemessen in einem mehrstufigen Fraktionierturm und die Kurve C zeigt den Verlauf desselben Koeffizienten (KLa) in einem Fraktionierturm, beide gleichfalls gemessen in Funktion der Oberflächengeschwindigkeit des Gases (OG).
Aus diesen Kurven genannter Fig. 14 ist ersichtlich, dass in erfindungsgemässer Vorrichtung für den kontinuierlichen Gas-Flüssigkeits-Kontakt bedeutend höhere KLa-Werte erhalten werden, somit ein höherer Wirkungsgrad im Gas Flüssigkeits-Kontakt als in üblichen mehrstufigen Fraktioniertürmen oder Fraktioniertürmen erreicht wird. Es soll hier bemerkt werden, dass im obigen Versuch die Oberflächengeschwindigkeit der eingeführten Flüssigkeit in den einzelnen Vorrichtungen (üblicher Fraktionierturm oder erfindungsgemässe Vorrichtung) nicht dieselbe ist. Dies deshalb, weil die Oberflächengeschwindigkeit der Flüssigkeit der Kapazität der verwendeten Vorrichtung angepasst wurde.
Die Werte von KLa ändern sich kaum beim Variieren der Raumgeschwindigkeit und der Unterschied in der Oberflächengeschwindigkeit der Flüssigkeit braucht nicht, beim Vergleich der KLa-Werte, in Betracht gezogen zu werden.
Beispiel 2
Die Vermischungseigenschaften der flüssigen Phase im Zeitpunkt, wo in der in Beispiel 1 gezeigten Vorrichtung für den kontinuierlichen Gas-Flüssigkeits-Kontakt Gas mit Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird, wurden nach der y-An- sprechsempfindlichkeitsmethode gemessen.
Man liess Wasser mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 0,076 cm3/vm2 sec und Luft mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 0,3 cm3/cm2 sec in gleicher Stromrichtung fliessen. 20 ml konzentrierte Schwefelsäure wurden in einem Augenblick durch die Einlassöffnung für Flüssigkeiten eingeleitet. Die Konzentration der Schwefelsäure an der Ablassöffnung für Flüssigkeiten wurde mit der abgelaufenen Zeit gemessen, wodurch die b-Ansprechempfindlichkeit bestimmt wurde.
Die b-Ansprechempfindlichkeit E() während der
Zeit e in einer Vorrichtung, wo eine mittlere Aufenthalts dauer der Flüssigkeit OT ist, wird durch folgende Formel aus gedrückt:
Konzentration der die Kapazität der
Vorrichtung während der x Vorrichtung
Zeit e verlassenden
Schwefelsäure E() = Gesamtmenge der in die Vorrichtung eingeleiteten
Schwefelsäure ( 0/ob
Die Werte für die Vermischungseigenschaften der flüs sigen Phase sind in Fig. 15 durch Kreise angegeben, zu sammen mit den theoretischen Werten für die Vermischungs eigenschaften eines siebenstufigen Zellenmodells. Die Werte stimmen mit der bei einem siebenstufigen Zellenmodell er zielten b-Ansprechempfindlichkeitskurve gut überein.
Beispiel 3
Die Vermischungseigenschaften der Teilchenphase einer Suspension im Zeitpunkt, wo in der in Beispiel 1 gezeigten Vorrichtung für kontinuierlichen Gas-Flüssigkeits-Kontakt Gas mit der Suspension in Kontakt gebracht wird, wurden gemessen. Die Suspension bestand aus Terephthalsäure und Äthyläther, und das Gas war gasförmiger Stickstoff. Die
Suspension von 15 Gew.-Teilen Terephthalsäure und
85 Gew.-Teilen Äthyläther liess man mit einer Oberflächen geschwindigkeit von 0,076 cm3/cm2 sec und den gasförmi gen Stickstoff mit einer solchen von 0,3 cm3/cm2 sec in gleicher Stromrichtung fliessen. 50 g Aktivkohle mit dersel ben Teilchengrössen-Verteilung wie die Terephthalsäure wurden in einem Augenblick durch die Einlassöffnung für die
Suspension eingeleitet.
Die Menge der durch die Ablass öffnung abgelassenen Aktivkohle wurde mit der abgelaufenen
Zeit gemessen, wodurch die < 3-Ansprechempfindlichkeit der
Teilchenphase bestimmt wurde.
Die < 5-Ansprechempfindlichkeit E(Q > ) während der
Zeit O in einer Vorrichtung, wo eine mittlere Aufenthalts dauer der Flüssigkeit OT ist, wird durch folgende Formel aus gedrückt:
Konzentration der x Kapazität der
Aktivkohle während > c Vorrichtung der Zeit O E(ç) = Gesamtmenge der in die Vorrichtung eingeleiteten
Aktivkohle (=0/0T)
Die Werte für die Vermischungseigenschaften der Teilchenphase sind in Fig. 15 durch Kreuze angegeben, zusammen mit den Vermischungseigenschaften der flüssigen Phase.
Die Werte stimmen mit der bei einem siebenstufigen Zellenmodell erzielten o-Ansprechempfindlichkeitskurve gut überein.
Teil II
Teil II zeigt eine Reihe von Versuchen, bei denen die Reinigung roher Terephthalsäure unter Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung durchgeführt wurde.
Beispiele 4-7
20 Teile p-Xylol, 130 Teile Essigsäure und 20 Teile Kobaltacetat [Co(OCOCH3)2 4H2O] wurden in ein Druckreaktionsgefäss aus rostfreiem Stahl vom Fraktionierturmtyp, das in seinem unteren Teil mit einer Einlassöffnung zum Einblasen von Gas versehen war, so eingeleitet, dass die mittlere Aufenthaltsdauer 8 Stunden betrug. Luft wurde bei einer Temperatur von 1200 C und einem Druck von
10 kg/cm2 G mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 3 cm/sec eingeleitet. Das umgesetzte Gemisch wurde kontinuierlich entfernt und ausgeschleudert, um einen Feststoff von einer Flüssigkeit zu trennen. Der Feststoff wurde mit einer gewichtsmässig dreifachen Menge von Essigsäure vermischt und 20 Minuten bei 80" C und atmosphärischem Druck behandelt.
Dann wurde ein Feststoff im heissen Zustand von einer Flüssigkeit abgetrennt und der obigen Behandlung nochmals unterzogen. Er wurde heiss abgetrennt und gewaschen, wobei rohe Terephthalsäure erzielt wurde.
15 Teile der auf diese Weise erzielten rohen Terephthal säure (mit einem 4CBA-Gehalt [4CBA bedeutet
4-Carboxybenzaldehyd] von 1,5 Gew. % und einer optischen Dichte von 0,480) wurden mit 85 Gew.-Teilen 10% Wasser enthaltender Essigsäure vermischt. Die erzielte Suspension wurde auf eine Temperatur von 220 C vorerhitzt und in der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer wie in Fig. 8 gezeigten inneren Struktur (Anzahl der Abschnitte = 7; kegelförmige Trennwand; senkrechter Winkel der Trennwand = 60 ; als Verbindungsöffnung ein Rohr mit einem kurzen Rohr von 6 mm Länge im unteren Teil der Trennwand; Verhältnis des Durchmessers des Verbindungsrohrs zum Innendurchmesser des Turms = 0,046;
Abstand zwischen zwei Abschnitten = 1,87fache des Durchmessers des Turms) bei einer Temperatur von 220 C und einem Druck von 40 kg/cm2 G mit Luftdruck behandelt. Die Oberflächen geschwindigkeit des im Turm fliessenden Gases ist in der nachstehenden Tabelle angegeben. Die behandelte Suspen sion wurde kontinuierlich entfernt und in einen Feststoff und eine Flüssigkeit getrennt. Der erzielte Kuchen wurde in
10% Wasser enthaltender Essigsäure suspendiert und die
Suspension auf 80" C erhitzt und dann 20 Minuten unter
Rühren behandelt. Sie wurde dann in einen Feststoff und eine Flüssigkeit getrennt, und der erzielte Kuchen wurde getrocknet. Die optische Dichte und der 4CBA-Gehalt der in jedem Beispiel erzielten rohen Terephthalsäure sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.
EMI10.1
<SEP> |
<tb> <SEP> Oberflächen- <SEP> Optische <SEP> Dichte <SEP> 4CBA-Gehalt <SEP> der <SEP> ge Bei- <SEP> geschwindig- <SEP> der <SEP> gereinigten <SEP> reinigten <SEP> Tereph
<tb> spiel <SEP> keit <SEP> des <SEP> Gases <SEP> Terephthalsäure <SEP> thalsäure <SEP> (Gew.%) <SEP>
<tb> <SEP> (cm/sec)
<tb> <SEP> 4 <SEP> 0,3 <SEP> 0,032 <SEP> - <SEP> 0,18
<tb> <SEP> 5 <SEP> 0,6 <SEP> 0,027 <SEP> 0,19
<tb> <SEP> 6 <SEP> 0,8 <SEP> 0,032 <SEP> 0,155
<tb> <SEP> 7 <SEP> 3,0 <SEP> 0,026 <SEP> 0,16
<tb> Beispiele 8-11
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde wiederholt, ausser dass die Reinigungstemperatur und der Druck wie in der nachstehenden Tabelle angegeben abgeändert wurden. Die Ergebnisse sind ebenfalls in dieser Tabelle zu finden.
EMI10.2
<tb>
<SEP> 1 <SEP> I
<tb> Bei- <SEP> Tempe- <SEP> Druck <SEP> Optische <SEP> Dichte <SEP> 4CBA-Gehalt <SEP> der <SEP> ge
<tb> <SEP> ratur <SEP> 2 <SEP> <SEP> der <SEP> gereinigten <SEP> reinigten <SEP> Terephspiel <SEP> 0 <SEP> kg/cmG <SEP> Terephthalsäure <SEP> thalsäure <SEP> (Gew. <SEP>
<tb>
<SEP> 8 <SEP> 185 <SEP> 30 <SEP> 0,095 <SEP> 0,58
<tb> <SEP> 9 <SEP> 200 <SEP> 30 <SEP> 0,070 <SEP> 0,40
<tb> <SEP> 10 <SEP> 210 <SEP> 40 <SEP> 0,054 <SEP> 0,28
<tb> <SEP> 11 <SEP> 225 <SEP> 40 <SEP> 0,040 <SEP> 0,17
<tb> Vergleichsbeispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde wiederholt, ausser dass die Oberflächengeschwindigkeit des Gases 0,08 cm/sec betrug. Nach 1 Stunde betrug der Druckunterschied zwischen dem oberen Teil eines Reinigungsturms und einer Luft vorerwärmenden Sättigungsvorrichtung 20 kg/cm2 G. Dies führte zu einer grossen Schwankung der Menge strömender Luft und machte es unmöglich, den Betrieb fortzusetzen. Beispiele 12-14
Das Verfahren von Beispiel 4 wurde mit Ausnahme der in der nachstehenden Tabelle angegebenen Änderungen wiederholt. Die erzielten Ergebnisse sind ebenfalls in dieser Tabelle zu finden.
EMI10.3
<tb>
<SEP>
<tb> <SEP> Senkrechter <SEP> Zahl <SEP> der <SEP> Verhältnis <SEP> des <SEP> Optische <SEP> Dichte <SEP> 4CBA-Ge
<tb> Bei- <SEP> Winkel <SEP> der <SEP> Ab- <SEP> Abstands <SEP> zwischen <SEP> der <SEP> gereinigten <SEP> halt <SEP> der
<tb> spiel <SEP> Trennwand <SEP> schnitte <SEP> 2 <SEP> Abschnitten <SEP> zum <SEP> Terephthalsäure <SEP> gereinigte <SEP>
<tb> <SEP> Innendurchmesser <SEP> ten <SEP> Te
<tb> <SEP> des <SEP> Turms <SEP> rephthal
<tb> <SEP> säure
<tb> <SEP> (Gew.%)
<tb> <SEP> 12 <SEP> 900 <SEP> 14 <SEP> 1,0 <SEP> 0,026 <SEP> 0,16
<tb> <SEP> 13 <SEP> 9ovo <SEP> <SEP> 9 <SEP> 1,54 <SEP> 0,025 <SEP> 0,18
<tb> <SEP> 14 <SEP> 600 <SEP> 3 <SEP> 4,0 <SEP> 0,047 <SEP> 0,26
<tb>
Beispiel 15
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde wiederholt,
ausser dass die erfindungsgemässe Vorrichtung der in Fig. 10 angegebenen Struktur verändert wurde (kegelförmige Trennwand; senkrechter Winkel der Trennwand = 600; als Verbindungsöffnung ein Rohr mit einem Innendurchmesser, der das 0,023fache des Innendurchmessers des Turms beträgt, dessen eines Ende auf dem gleichen Niveau wie der unterste Teil der Trennwand in einem stromaufwärts davon abgelegenen Abschnitt und dessen anderes Ende in der Nähe des unteren Teils der Trennwand im erwähnten Abschnitt offen ist; sieben Abschnitte; das Verhältnis der Entfernung zwischen zwei Abschnitten zum Innendurchmesser des Turms = 1,86). Die gereinigte Terephthalsäure wies eine optische Dichte von 0,027 und einen 4CBA-Gehalt von 0,16 Gew. % auf.
Beispiel 16
Das Verfahren von Beispiel 5 wurde wiederholt, ausser dass die erfindungsgemässe Vorrichtung der in Fig. 8 gezeigten Struktur verwendet wurde (kegelförmige Trennwand; senkrechter Winkel der Trennwand = 60 ; als Verbindungs öffnung ein Rohr mit einem Innendurchmesser, der das 0,023fache des Innendurchmessers des Turms beträgt, dessen eines Ende auf dem gleichen Niveau wie der untere Teil der Trennwand in einem stromaufwärts gelegenen Abschnitt davon und dessen anderes Ende in der Nähe des unteren Teils der Trennwand dieses Abschnitts offen ist; sieben Abschnitte; das Verhältnis der Entfernung zwischen zwei Abschnitten zum Innendurchmesser des Turms = 1,86). Die erzielte gereinigte Terephthalsäure wies eine optische Dichte von 0,028 und einen 4CBA-Gehalt von 0,18 Gew.% auf.
Beispiel 17
17,65 Gew.-Teile der in Beispiel 4 erzeugten rohen Terephthalsäure und 100 Gew.-Teile 10% Wasser enthaltender Essigsäure wurden wie im Fliessschema von Fig. 13 gezeigt, durch die Leitungen 31 bzw. 32 in ein Suspensionszubereitungsgefäss 33 eingeleitet. Im Gefäss 33 wurde gerührt, um die Feststoffteilchen in der Essigsäure einheitlich zu dispergieren. Die im Gefäss 33 hergestellte Suspension wurde auf eine Temperatur von 220 C vorerhitzt, indem sie durch eine Vorwärmeeinrichtung 35 geleitet wurde, die ein Wärmeaustauscher vom Posaunentyp ist, worin die Suspension in einem Rohr aus Titan geleitet und durch ein Hitze übertragungsmilieu von ausserhalb des Rohrs erhitzt wird.
Ein Reinigungsturm 36 ist ein Gefäss aus Titan, das die in Beispiel 1 gezeigte Struktur aufweist und durch einen Heizmantel so geheizt wird, dass die Temperatur der Suspension im Turm im wesentlichen bei 220 C gehalten wird. Die mittlere Aufenthaltsdauer der Suspension im Turm betrug 35 Minuten. Luft in einer Menge, dass im Reinigungsturm ein Druck von 40 kg/cm2 G und eine Oberflächengeschwindigkeit von 0,45 cm/sec geschaffen wurden, wurde mittels eines Kompressors 38 durch ein Filter 37 eingesaugt. Der Druck der Luft wurde dann erhöht, und sie wurde durch eine luftvorwärmende Sättigungsvornchtung 39 auf 220 C erhitzt und dann mit Essigsäure gesättigt. Die auf diese Weise behandelte Luft wurde dann in den Reinigungsturm 36 kontinuierlich eingeleitet.
Die Suspension und das Gas stiegen im Reinigungsturm, während sie sich in Gleichstromrichtung miteinander in Kontakt befanden, und wurden in der obersten Kammer getrennt. Das Gas wurde zu einem Kühler 40 geleitet und die meiste in der Luft mitgerissene Essigsäure kondensiert. Sie wurde zu einem Separator 41 für Flüssigkeit und Gas geleitet, und die abgetrennte Luft wurde so in die Atmosphäre abgelassen, dass der Druck im Reinigungsturm im wesentlichen konstant war. Die im Flüssigkeit-Gas-Separator 41 erzielte kondensierte Essigsäure wurde zu einem Essigsäurebehälter 42 mit atmosphärischem Druck geleitet und durch eine quantitative Pumpe 43 kontinuierlich in die Luftvorwärmende Sättigungsvorrichtung 39 eingeleitet. So wurde sie in der Luft mitgerissen wieder in den Reinigungsturm 36 geleitet.
Aus diesem Reinigungsturm 36 wurde die Suspension in einem Spülbehälter 44 so geleitet, dass der Flüssigkeitsspiegel im obersten Abschnitt im wesentlichen konstant blieb. Der Spülbehälter 44, der ein mit einem Kühlmantel und einem Kühler 45 versehenes Rührgefäss aus rostfreiem Stahl ist, wurde durch den Kühlmantel so abgekühlt, dass die Innentemperatur etwa 1000 C betrug. Die Suspension im Spülbehälter 44 wurde über eine Pumpe 46 zu einem Separator 47 geleitet, wo sie in einem Kuchen und ein Filtrat getrennt wurde. Das Filtrat wurde zum Filtratbehälter 48 geleitet. Der Kuchen wurde mit 10% Wasser enthaltender Essigsäure bis zu einer Aufschlämmungskonzentration von 15 Gew. % aufgeschlämmt und 20 Minuten bei 80" C unter Rühren behandelt. Er wurde dann einem Trennverfahren für Feststoff und Flüssigkeit unterzogen und schliesslich getrocknet.
Das obige Verfahren wurde 40 Tage lang durchgeführt und das Materialgleichgewicht von Essigsäure und einem einen hohen Siedepunkt aufweisenden Stoff, der hauptsächlich aus Terephthalsäure bestand, bestimmt. Die Summe der Essigsäuremenge im im Separator 47 für Flüssigkeit und Feststoff erzielten Filtrat und die Essigsäuremenge in der Wasser enthaltenden Essigsäure, die im Trockner verdampft und rückgewonnen wurde, betrug 89,3 Gew.-Teile. Die Menge der aus dem Trockner entfernten gereinigten Terephthalsäure betrug 17,28 Gew.-Teile. Die Menge eines einen hohen Siedepunkt aufweisenden Rückstands, der dadurch erzielt wurde, dass das Filtrat bei atmosphärischem Druck zur Trockne verdampft wurde, war 0,37 Gew.-Teile.
Die erzielte gereinigte Terephthalsäure wies eine optische Dichte von 0,027 und einen 4CBA-Gehalt von 0,17 Gew. % auf.