JPH08310992A - Method for producing naphthalenedicarboxylic acid - Google Patents
Method for producing naphthalenedicarboxylic acidInfo
- Publication number
- JPH08310992A JPH08310992A JP7117118A JP11711895A JPH08310992A JP H08310992 A JPH08310992 A JP H08310992A JP 7117118 A JP7117118 A JP 7117118A JP 11711895 A JP11711895 A JP 11711895A JP H08310992 A JPH08310992 A JP H08310992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxidation
- catalyst
- oxidation reaction
- reaction tank
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 固液分離性の良好な粗ナフタレンジカルボン
酸が安定した収率で得られ、操業中に配管の閉塞等の問
題の生じないナフタレンジカルボン酸の連続製造方法を
提供する。
【構成】 ジアルキルナフタレン8と、酢酸及び/又は
プロピオン酸に溶解したコバルト塩及びマンガン塩及び
臭素化合物からなる触媒溶液11と、クロルベンゼン1
0と圧縮空気9を連続的に酸化反応槽1に供給してジア
ルキルナフタレンを酸化反応させることによりナフタレ
ンジカルボン酸を生成させ、反応中に発生するオフガス
12は第1凝縮器2に導いて60〜150℃で部分凝縮
させて凝縮液は酸化反応槽1に循環させ、一方、反応液
は酸化反応槽1から連続的に抜き出して20固液分離す
る23ことにより粗ナフタレンジカルボン酸と触媒液を
得、触媒液25は触媒を補充して27酸化反応槽1に循
環させるナフタレンジカルボン酸の連続製造法。
(57) [Summary] (Corrected) [Purpose] Continuous production of crude naphthalenedicarboxylic acid with good solid-liquid separation, with stable yield, and no problems such as clogging of piping during operation. A manufacturing method is provided. [Structure] Dialkylnaphthalene 8, a catalyst solution 11 composed of a cobalt salt and a manganese salt dissolved in acetic acid and / or propionic acid, and a bromine compound, and chlorobenzene 1
0 and compressed air 9 are continuously supplied to the oxidation reaction tank 1 to cause an oxidation reaction of the dialkylnaphthalene to generate naphthalene dicarboxylic acid, and the off gas 12 generated during the reaction is guided to the first condenser 2 to 60- Partially condensate at 150 ° C. and the condensate is circulated to the oxidation reaction tank 1, while the reaction solution is continuously withdrawn from the oxidation reaction tank 1 and separated into 20 solids and 23 to obtain crude naphthalenedicarboxylic acid and a catalyst solution. The catalyst solution 25 is a continuous production method of naphthalenedicarboxylic acid supplemented with a catalyst and circulated in the oxidation reaction tank 1.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ジイソプロピルナフタ
レン(以後、「DIPN」と云うこともある。)を分子
状酸素により液相酸化して、ナフタレンジカルボン酸
(以後、「NDCA」と云うこともある。)を製造する
方法に関する。NDCAは耐熱性や耐薬品性そして強度
が高く、またガスバリヤー性が良好で酸素や二酸化炭素
の通過量が低いなどエンジニアリングプラスチックとし
て優れた特性を有するポリエチレンナフタレート(PE
N)などのポリエステル及びポリアミドを製造するため
の原料である。The present invention relates to naphthalenedicarboxylic acid (hereinafter also referred to as "NDCA") by liquid-phase oxidation of diisopropylnaphthalene (hereinafter sometimes referred to as "DIPN") with molecular oxygen. There is). NDCA is a polyethylene naphthalate (PE) that has excellent properties as an engineering plastic, such as high heat resistance, chemical resistance and strength, good gas barrier properties, and low oxygen and carbon dioxide passage rates.
It is a raw material for producing polyesters and polyamides such as N).
【0002】[0002]
【従来の技術】DIPNをコバルト、マンガンなどの重
金属と臭素化合物からなる触媒の存在下、分子状酸素に
より液相酸化してNDCAを製造する方法は公知であ
り、各種の提案がなされている(特開平1−12124
0号公報、特開昭63−250344号公報、特開平1
−160943号公報、特開昭60−89445号公
報、特開昭60−89446号公報など)。2. Description of the Related Art A method for producing NDCA by liquid-phase oxidation of DIPN with molecular oxygen in the presence of a catalyst composed of a heavy metal such as cobalt and manganese and a bromine compound is known, and various proposals have been made ( JP-A-1-12124
No. 0, JP-A-63-250344, JP-A-1
-160943, JP-A-60-89445, JP-A-60-89446, etc.).
【0003】例えば、特開昭60−89445号公報に
は、2,6−DIPNを酢酸及び/又はプロピオン酸を
少なくとも50重量%含む溶媒中で、コバルト及び/又
はマンガンよりなる重金属と臭素からなる触媒の存在下
に、該重金属を2,6−DIPN1モル当たり、少なく
とも0.2モル使用する液相空気酸化法が開示され、特
開昭60−89446号公報には該重金属を溶媒に対し
て少なくとも1重量%存在させる液相空気酸化法が開示
されている。これらの方法に代表されるように、従来の
方法に共通する点は、2,6−DIPNに対してコバル
トとマンガンの重金属触媒及び臭素化合物を多量に用
い、コバルト、マンガン、及び臭素化合物からなる触媒
溶液中にDIPNと空気を一定時間で供給し、酸化を完
結させる為に引き続き空気のみを供給し(ポストオキシ
デーション)、生成するNDCAを酸化槽に保持した
儘、抜き出さないバッチ方式を採用している点にある。For example, in JP-A-60-89445, a heavy metal composed of cobalt and / or manganese and bromine are contained in a solvent containing 2,6-DIPN in at least 50% by weight of acetic acid and / or propionic acid. A liquid-phase air oxidation method is disclosed in which at least 0.2 mol of the heavy metal is used per mol of 2,6-DIPN in the presence of a catalyst. JP-A-60-89446 discloses the heavy metal as a solvent. A liquid phase air oxidation process is disclosed in which at least 1% by weight is present. As represented by these methods, what is common to the conventional methods is that a heavy metal catalyst of cobalt and manganese and a bromine compound are used in large amounts with respect to 2,6-DIPN, and they consist of cobalt, manganese, and a bromine compound. The batch method in which DIPN and air are supplied to the catalyst solution for a certain period of time and only air is continuously supplied to complete the oxidation (post-oxidation), and the NDCA produced is held in the oxidation tank, and is not extracted There is a point.
【0004】従来の方法に共通するもう一つの点は、反
応温度と反応圧力が高いという点にある。例えば、特開
昭60−89445号公報、特開昭60−89446号
公報記載の実施例では、反応温度は160〜200℃、
反応圧力は20〜30kg/cm2Gであり、特開平1−
121240号公報記載の実施例では、180〜200
℃、反応圧力は15〜30kg/cm2Gであり、特開
昭63−250344号公報記載の実施例では、180
〜200℃、反応圧力は15kg/cm2Gであり、特
開平1−160943号公報記載の実施例では、200
℃、30kg/cm2Gである。Another point common to the conventional methods is that the reaction temperature and the reaction pressure are high. For example, in the examples described in JP-A-60-89445 and JP-A-60-89446, the reaction temperature is 160 to 200 ° C.,
The reaction pressure is 20 to 30 kg / cm 2 G.
In the example described in Japanese Patent No. 121240, 180 to 200
° C., the reaction pressure was 15~30kg / cm 2 G, in the embodiment of JP 63-250344 JP, 180
˜200 ° C., the reaction pressure is 15 kg / cm 2 G, and in the example described in JP-A-1-160943, 200
C., 30 kg / cm 2 G.
【0005】これらの方法は、バッチ酸化方式を採用し
ているので、NDCAの生産速度が著しく低いという問
題があった。即ち、ポストオキシデーションを行ってい
る間はDIPNが供給されていないこと、酸化が完結し
た後に酸化槽からNDCAを抜き出す時間が必要であ
り、その間はNDCAが新たに生産されていないことか
ら、単位時間当たりかつ酸化槽の単位容量当たりに換算
したNDCA生成速度(STY)が低いというバッチ酸
化方式ゆえの致命的な欠点がある。その欠点を解決する
ために、高温高圧の条件で酸化速度を高める工夫がなさ
れているが、その結果、溶媒である酢酸及び/又はプロ
ピオン酸の燃焼損失(酸化による二酸化炭素の発生)を
著しく引き起こすという新たな問題を生起せしめてい
る。さらには、バッチ酸化方式では、酸化過程で副生す
る水がその儘、反応液(NDCAをスラリー状態で含む
触媒溶液)に残るので、NDCAを濾過分離した後の触
媒液を再利用すると、初期のリサイクル段階では、確か
にNDCA収率は高い値が得られるが、酸化反応で生成
し、スラリーとして反応液中に懸濁するNDCAを濾過
器や遠心分離器を用いて固液分離して回収される触媒
(コバルト塩、マンガン塩などの重金属塩及び臭素化合
物を含む酢酸溶液)を酸化槽に循環するにつれて触媒液
中に酸化反応によって生成した水がかなり蓄積してくる
結果、初期の触媒活性を維持することが困難となり、水
の蓄積につれて経時的にNDCA収率が低下し、同時に
不純物副生量が増加し、製品NDCAの収率低下のみな
らず、純度低下や色相悪化を引き起こすなど工業生産す
る上に好ましくない事実が起きてくる。Since these methods employ the batch oxidation method, there is a problem that the production rate of NDCA is extremely low. That is, DIPN is not supplied during post-oxidation, and it is necessary to take out NDCA from the oxidation tank after the oxidation is completed. During that time, NDCA is not newly produced. There is a fatal drawback due to the batch oxidation method that the NDCA production rate (STY) converted per unit time and per unit capacity of the oxidation tank is low. In order to solve the drawback, measures have been taken to increase the oxidation rate under conditions of high temperature and high pressure, but as a result, combustion loss of acetic acid and / or propionic acid as a solvent (generation of carbon dioxide due to oxidation) is significantly caused. Is causing a new problem. Further, in the batch oxidation method, water by-produced in the oxidation process remains in the reaction solution (catalyst solution containing NDCA in a slurry state), so if the catalyst solution after NDCA is separated by filtration is reused, In the recycling stage, although the NDCA yield is certainly high, the NDCA produced by the oxidation reaction and suspended in the reaction solution as a slurry is collected by solid-liquid separation using a filter or centrifuge. As the generated catalyst (acetic acid solution containing heavy metal salts such as cobalt salt and manganese salt and bromine compound) is circulated in the oxidation tank, a large amount of water generated by the oxidation reaction is accumulated in the catalyst solution, resulting in the initial catalytic activity. It becomes difficult to maintain the NDCA yield, and the NDCA yield decreases over time as water accumulates, and at the same time, the amount of impurity by-products increases, which not only reduces the yield of the product NDCA, but also the purity and the hue. In fact it comes happening undesirable in terms of industrial production, etc. cause.
【0006】このような事態を解決する手段として、酸
化反応を行わせる溶液にクロルベンゼン又はベンゼンを
供給し、該酸化反応溶液から排出される気相を冷却して
凝縮させ、クロルベンゼンあるいはベンゼンに富む相と
水に富む相に分相する該凝縮液のうちクロルベンゼンあ
るいはベンゼンに富む相は前記酸化反応溶液内へ循環
し、水に富む相は系外に抜き出すナフタレンジカルボン
酸の製造方法が開発されている(特開平6−72949
号公報)。As a means for solving such a situation, chlorobenzene or benzene is supplied to a solution for causing an oxidation reaction, and a gas phase discharged from the oxidation reaction solution is cooled and condensed to form chlorobenzene or benzene. A method for producing naphthalenedicarboxylic acid is developed in which the chlorobenzene or benzene-rich phase of the condensate that is separated into a rich phase and a water-rich phase circulates in the oxidation reaction solution, and the water-rich phase is extracted from the system. (JP-A-6-72949)
Issue).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】この方法は触媒の循環
使用における活性低下を大巾に減少させ、反応温度及び
圧力の低下を可能にするものであったが、収率が不安定
であったり、固液分離器における分離不良、酸化反応槽
や配管における閉塞発生等の問題を有していた。This method drastically reduces the activity decrease in the circulating use of the catalyst, and makes it possible to decrease the reaction temperature and the pressure, but the yield is unstable. However, there are problems such as poor separation in the solid-liquid separator and blockage in the oxidation reaction tank and piping.
【0008】本発明の目的は、これらの問題点を解決し
て、固液分離性の良好な粗ナフタレンジカルボン酸が安
定した収率で得られ、しかも操業中に配管の閉塞等の問
題の生じないナフタレンジカルボン酸の連続製造方法を
提供することにある。The object of the present invention is to solve these problems, to obtain a crude naphthalene dicarboxylic acid having a good solid-liquid separation property in a stable yield, and to cause problems such as clogging of pipes during operation. An object of the present invention is to provide a continuous method for producing naphthalenedicarboxylic acid.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
したナフタレンジカルボン酸の連続製造方法を提供する
ものであり、ジアルキルナフタレンと、酢酸及び/又は
プロピオン酸に溶解したコバルト塩及びマンガン塩及び
臭素化合物からなる触媒溶液と、クロルベンゼンと圧縮
空気を連続的に酸化反応槽に供給してジアルキルナフタ
レンを酸化反応させることによりナフタレンジカルボン
酸を生成させ、反応中に発生するオフガスは下降流の第
1凝縮器に導いて部分凝縮させて凝縮液は酸化反応槽に
循環させ、一方、反応液は酸化反応槽から連続的に抜き
出して固液分離することにより粗ナフタレンジカルボン
酸と触媒液を得、該触媒液は触媒を補充して酸化反応槽
に循環させるナフタレンジカルボン酸の連続製造法にお
いて、 酸化反応槽内部に存在する反応液中のコバルト及び
マンガン金属濃度の合計が5〜10重量%の範囲になる
ように、 酸化反応槽内部に存在する反応液中のコバルト及び
マンガン金属の合計モル数に対して、臭素原子のモル数
が1/8〜1/2のモル比の範囲になるように、 酸化反応槽に循環される触媒液中の補充分を加えた
コバルト及びマンガン金属の単位時間当たりのモル数
が、酸化反応槽に連続供給されるジアルキルナフタレン
の単位時間当たりのモル数に対するモル比で0.5〜
2.0のモル比の範囲になるように 酸化反応槽を反応液が占める容積を酸化反応槽から
連続的に排出されるナフタレンジカルボン酸と触媒を含
む酢酸及び/又はプロピオン酸溶液の単位時間当たりの
排出容積で除することにより、計算される平均滞留時間
が3〜7時間の範囲になるように制御しながら、160
℃以上180℃以下の反応温度で10kg/cm2(ゲ
ージ圧力) 未満の反応圧力の条件下で酸化反応させ、第
1凝縮器では60〜150℃の範囲で部分凝縮させると
共に、非凝縮成分を第2凝縮器に導いて完全凝縮させ、
酸化反応生成水を酸化反応器から連続的に系外に抜き出
すことを特徴としている。The present invention provides a method for continuously producing naphthalenedicarboxylic acid that achieves the above-mentioned object, including a dialkylnaphthalene, a cobalt salt and a manganese salt dissolved in acetic acid and / or propionic acid, and A catalyst solution consisting of a bromine compound, chlorobenzene and compressed air are continuously supplied to an oxidation reaction tank to oxidize a dialkylnaphthalene to generate naphthalenedicarboxylic acid, and off-gas generated during the reaction is a downflow first. 1 leading to a condenser for partial condensation and circulating the condensate in an oxidation reaction tank, while the reaction solution is continuously withdrawn from the oxidation reaction tank and solid-liquid separated to obtain crude naphthalenedicarboxylic acid and a catalyst solution, In the continuous production method of naphthalenedicarboxylic acid in which the catalyst solution is replenished with the catalyst and circulated in the oxidation reaction tank, the oxidation reaction tank The total concentration of cobalt and manganese metal in the reaction solution inside is in the range of 5 to 10% by weight, based on the total number of moles of cobalt and manganese metal in the reaction solution inside the oxidation reaction tank. , So that the number of moles of bromine atoms is in the range of 1/8 to 1/2, and the moles of cobalt and manganese metal per unit time to which the supplemental amount in the catalyst solution circulated in the oxidation reaction tank is added. The number of moles of the dialkylnaphthalene continuously supplied to the oxidation reaction tank is 0.5 to
The volume of the reaction solution occupying the oxidation reaction tank so that the molar ratio is within the range of 2.0 per unit time of the acetic acid and / or propionic acid solution containing naphthalenedicarboxylic acid and the catalyst continuously discharged from the oxidation reaction tank By controlling the calculated average residence time to be in the range of 3 to 7 hours by dividing by the discharge volume of
The reaction is carried out at a reaction temperature of ℃ or higher and 180 ℃ or lower at a reaction pressure of less than 10 kg / cm 2 (gauge pressure), and the first condenser partially condenses in the range of 60 to 150 ° C. Lead to the second condenser to fully condense,
The feature is that the water produced by the oxidation reaction is continuously withdrawn from the system from the oxidation reactor.
【0010】ジアルキルナフタレンはジイソプロピルナ
フタレン、イソプロピルエチルナフタレン、ジエチルナ
フタレン、エチルメチルナフタレン、ジメチルナフタレ
ン、イソプロピルメチルナフタレン、sec−ブチルイ
ソプロピルナフタレン、ジsec−ブチルナフタレン、
sec−ブチルエチルナフタレン、sec−ブチルメチ
ルナフタレン、ジ−tert−ブチルナフタレン、te
rt−ブチルイソプロピルナフタレン、tert−ブチ
ルエチルナフタレン、tert−ブチルメチルナフタレ
ン、等を挙げることができる。ジイソプロピルナフタレ
ン(DIPN)としては、2,6−体、2,7−体の
他、全ての異性体、及びこれらの混合物を使用すること
が出来る。ホルミルナフトエ酸、アセチルナフトエ酸、
イソプロピルナフトエ酸などのその酸化誘導体を原料に
用いてもよい。DIPN供給量は、使用する溶媒に対し
て、1〜40重量%であってよい。Dialkylnaphthalene is diisopropylnaphthalene, isopropylethylnaphthalene, diethylnaphthalene, ethylmethylnaphthalene, dimethylnaphthalene, isopropylmethylnaphthalene, sec-butylisopropylnaphthalene, disec-butylnaphthalene,
sec-butylethylnaphthalene, sec-butylmethylnaphthalene, di-tert-butylnaphthalene, te
Examples thereof include rt-butylisopropylnaphthalene, tert-butylethylnaphthalene, and tert-butylmethylnaphthalene. As diisopropyl naphthalene (DIPN), 2,6-isomer, 2,7-isomer, all isomers, and a mixture thereof can be used. Formylnaphthoic acid, acetylnaphthoic acid,
You may use the oxidation derivative such as isopropyl naphthoic acid as a raw material. The amount of DIPN supplied may be 1 to 40% by weight based on the solvent used.
【0011】溶媒としては、酢酸および/又はプロピオ
ン酸を用いる。最も好ましい溶媒は酢酸である。Acetic acid and / or propionic acid are used as the solvent. The most preferred solvent is acetic acid.
【0012】水の存在はある程度は許容されるが、多量
に存在すると酸化を阻害するので好ましくない。水含量
は、コバルトとマンガンなど重金属の合計モル量に対し
て7倍モル以下、特に5倍モル以下が適当である。7倍
モルを越えると触媒活性の低下が著しく、NDCA収率
が低下する。さらには、生成したナフタレンジカルボン
酸(固体スラリー)の粘着性が増加し、酸化槽や配管の
壁に厚く付着し、閉塞の原因となることが見いだされ
た。The presence of water is acceptable to some extent, but the presence of a large amount of water inhibits oxidation and is not preferred. The water content is preferably 7 times or less, and more preferably 5 times or less, the total molar amount of heavy metals such as cobalt and manganese. If it exceeds 7 times by mole, the catalytic activity is remarkably reduced and the NDCA yield is reduced. Further, it was found that the produced naphthalenedicarboxylic acid (solid slurry) has increased stickiness and adheres thickly to the walls of the oxidation tank and the pipe, which causes clogging.
【0013】従って、酸化反応溶液中のコバルトやマン
ガン等の重金属の合計モル量に対して水のモル量が7倍
以下になるように、酸化反応液に供給するクロルベンゼ
ンやベンゼンの量及び凝縮液の内、クロルベンゼンある
いはベンゼンに富む相の循環量を定める必要がある。Therefore, the amount and condensation of chlorobenzene and benzene supplied to the oxidation reaction solution are adjusted so that the molar amount of water is not more than 7 times the total molar amount of heavy metals such as cobalt and manganese in the oxidation reaction solution. It is necessary to determine the circulation rate of chlorobenzene or a benzene-rich phase in the liquid.
【0014】酸化触媒としては、コバルト、マンガンよ
りなる重金属塩と臭素化合物を併用して用いる。これら
の重金属は酸化物、水酸化物、炭酸塩、有機酸塩、ハロ
ゲン化物などが挙げられるが、これらのうち有機酸塩、
特に酢酸塩が好ましい。臭素化合物としては、臭素(B
r2)、臭化水素、臭化水素塩などの無機臭素化合物、
臭化メチル、臭化エチル、臭化プロピル、臭化エチレン
などの臭化アルキルが挙げられる。これらの中で臭化水
素、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化アンモニウ
ム、臭化コバルト、臭化マンガンが特に好ましい。As the oxidation catalyst, a heavy metal salt of cobalt or manganese and a bromine compound are used in combination. Examples of these heavy metals include oxides, hydroxides, carbonates, organic acid salts, and halides. Among these, organic acid salts,
Acetate is particularly preferred. As a bromine compound, bromine (B
r 2 ), hydrogen bromide, an inorganic bromine compound such as a hydrogen bromide salt,
Alkyl bromides such as methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, ethylene bromide and the like can be mentioned. Among these, hydrogen bromide, sodium bromide, potassium bromide, ammonium bromide, cobalt bromide and manganese bromide are particularly preferable.
【0015】コバルトとマンガンを併用することによ
り、コバルトまたはマンガンを単独で使用した場合と較
べて高い触媒作用が認められる。触媒として使用する各
重金属の比は、原子比で0.1≦Co/(Co+Mn)
≦0.9、好ましくは、0.2≦Co/(Co+Mn)
≦0.7である。この範囲を外れると、NDCA収率が
低下する。By using cobalt and manganese together, a higher catalytic action is recognized as compared with the case where cobalt or manganese is used alone. The ratio of each heavy metal used as a catalyst is 0.1 ≦ Co / (Co + Mn) in atomic ratio.
≦ 0.9, preferably 0.2 ≦ Co / (Co + Mn)
≦ 0.7. Outside this range, the yield of NDCA decreases.
【0016】反応槽に連続的に供給されるDIPNに対
する、コバルト、マンガンを合計した重金属の供給量
は、モル比で表現して、0.5≦(Co+Mn)/DI
PN≦2.0である。この範囲以下では、NDCA収率
が低下し、トリメリット酸(TMA)の副生量が著しく
増加するだけでなく、トリメリット酸がコバルトやマン
ガンなどの重金属と錯体を形成し、触媒損失量を増加さ
せてしまう。この範囲以上では、多量の触媒を使用する
ことになるので、生成し析出したNDCAに重金属が同
伴し、NDCAの純度低下をもたらすだけでなく、触媒
損失につながる。また、反応槽が大きくなり、NDCA
生産性が低下する、分子状酸素含有ガスの吹き込み管に
触媒が析出し閉塞する等、工業的に好ましくない事態が
起きる。上記範囲は、連続酸化反応を行う場合に特徴的
であり、その理由は定かではないが、バッチ酸化(予
め、酸化槽に仕込んだ触媒溶液中に原料ジイソプロピル
ナフタレンと空気を供給して、酸化反応を進めるが、ナ
フタレンジカルボン酸は酸化槽から抜き出さず、酸化槽
に貯める方式)では、円滑に酸化を進めるには、1.0
≦(Co+Mn)/DIPN≦4.0もの、多量の触媒が
必要とされるのに対し、特徴的である。The feed amount of heavy metal, which is the total of cobalt and manganese, to the DIPN continuously fed to the reaction tank is expressed as a molar ratio, and 0.5 ≦ (Co + Mn) / DI
PN ≦ 2.0. Below this range, not only the NDCA yield decreases and the amount of by-product trimellitic acid (TMA) significantly increases, but also trimellitic acid forms a complex with heavy metals such as cobalt and manganese, and the catalyst loss amount is reduced. Will increase. When the amount is more than this range, a large amount of the catalyst is used, so that the produced and precipitated NDCA is accompanied by a heavy metal, which not only lowers the purity of the NDCA but also leads to catalyst loss. In addition, the reaction tank becomes large and NDCA
Industrially unfavorable situations occur, such as a decrease in productivity and the deposition and blocking of the catalyst in the blowing tube of the molecular oxygen-containing gas. The above range is characteristic when performing a continuous oxidation reaction, and the reason is not clear, but batch oxidation (feeding diisopropyl naphthalene as a raw material and air to the catalyst solution previously charged in the oxidation tank to perform the oxidation reaction However, in the method in which naphthalenedicarboxylic acid is stored in the oxidation tank instead of being extracted from the oxidation tank, 1.0
≦ (Co + Mn) /DIPN≦4.0, which is characteristic, while a large amount of catalyst is required.
【0017】酸化反応を円滑に行わせる上に、酢酸及び
/又はプロピオン酸溶液中に於けるコバルト及びマンガ
ン触媒の最適範囲が存在する。その理由は定かではない
が、酸化槽内部に存在する反応液中のコバルト及びマン
ガン金属濃度の合計が5〜10重量%の範囲になるよう
に、酸化を行わねばならない。即ち、5%未満になると
コバルト及びマンガン触媒がジアルキルナフタレンを効
率的に酸化することが出来ない為に、ナフタレンジカル
ボン酸収率が低下する。10%を越えるとコバルト及び
マンガン触媒濃度が溶解度を越えるようになり、酸化槽
内部で触媒が析出したり、酸化槽の出口で触媒が閉塞す
るようになり、酸化操作が困難となる。In addition to facilitating the oxidation reaction, there is an optimum range of cobalt and manganese catalysts in the acetic acid and / or propionic acid solution. The reason for this is not clear, but the oxidation must be carried out so that the total concentration of cobalt and manganese metals in the reaction liquid present inside the oxidation tank is in the range of 5 to 10% by weight. That is, if it is less than 5%, the cobalt and manganese catalysts cannot efficiently oxidize the dialkylnaphthalene, so that the yield of naphthalene dicarboxylic acid decreases. When it exceeds 10%, the cobalt and manganese catalyst concentration exceeds the solubility, the catalyst is deposited inside the oxidation tank, and the catalyst is clogged at the outlet of the oxidation tank, which makes the oxidation operation difficult.
【0018】酸化反応で使用した触媒の一部は、酸化反
応の副生物であるトリメリット酸と酢酸及び又はプロピ
オン酸に不要な錯体を形成して、NDCAと共に析出す
る。その為、溶媒中に溶解した酸化反応に有効な触媒量
が不足してくる。それを補うために、フレッシュな触媒
を補充する必要がある。NDCAに同伴したコバルト及
びマンガン重金属は、硫酸など酸成分を含む水溶液で洗
浄することにより、ほぼ定量的に回収することが出来、
その水溶液に炭酸塩を加えてアルカリ性にすることによ
り、ほぼ定量的に、炭酸コバルト及びマンガンとして回
収出来る。この炭酸塩は、そのまま、酢酸及び又はプロ
ピオン酸溶液に溶解させて、酸化槽にリサイクルが可能
であり、触媒活性もフレッシュ品と較べて遜色ない。A part of the catalyst used in the oxidation reaction forms an unnecessary complex with trimellitic acid and acetic acid and / or propionic acid, which are by-products of the oxidation reaction, and precipitates together with NDCA. Therefore, the amount of the catalyst effective for the oxidation reaction dissolved in the solvent becomes insufficient. To make up for it, it is necessary to supplement with fresh catalyst. Cobalt and manganese heavy metals entrained in NDCA can be recovered almost quantitatively by washing with an aqueous solution containing an acid component such as sulfuric acid.
By adding carbonate to the aqueous solution to make it alkaline, it is possible to recover cobalt carbonate and manganese almost quantitatively. This carbonate can be directly dissolved in acetic acid and / or propionic acid solution and recycled to the oxidation tank, and its catalytic activity is comparable to that of the fresh product.
【0019】酸化反応促進剤である臭素化合物のコバル
トおよびマンガンなど重金属の合計量に対する使用量は
好適な範囲が存在する。この範囲はモル比で表現して、
1/8≦Br/(Co+Mn)≦1/2である。この範
囲以下では、酸化反応が円滑に進まず、NDCA収率が
低下する。この範囲以上では、臭素のナフタレン環への
付加反応が起き、NDCA収率の低下、NDCA純度の
低下や品質悪化をもたらし、さらには排出ガス中に同伴
する臭化メチル量が増加するので、大気汚染の問題が生
ずる等、好ましくない。There is a suitable range for the amount of the bromine compound that is an oxidation reaction accelerator used with respect to the total amount of heavy metals such as cobalt and manganese. This range is expressed as a molar ratio,
1/8 ≦ Br / (Co + Mn) ≦ 1/2. Below this range, the oxidation reaction does not proceed smoothly and the NDCA yield decreases. Above this range, the addition reaction of bromine to the naphthalene ring will occur, resulting in a decrease in NDCA yield, a decrease in NDCA purity and quality deterioration, and an increase in the amount of methyl bromide entrained in the exhaust gas. It is not preferable because it causes pollution problems.
【0020】クロルベンゼンの酸化反応槽への供給量は
酸化反応で生成した水100重量部に対して100〜1
000重量部、より好ましくは、250〜750重量部
である。クロルベンゼン供給量が100重量部未満にな
ると、効率良く水が酸化槽から除去出来ず、循環触媒中
に水が蓄積し、触媒活性を落とす欠点がある。クロルベ
ンゼンを1000重量部を越えて供給しても酸化生成水
の除去効率は高まらず、むしろクロルベンゼン量の増加
による冷却器能力の肥大化、そしてクロルベンゼン循環
機器類の肥大化といった経済面でのコストアップがもた
らされるので、好ましくない。The supply amount of chlorobenzene to the oxidation reaction tank is 100 to 1 with respect to 100 parts by weight of water produced by the oxidation reaction.
000 parts by weight, more preferably 250 to 750 parts by weight. If the amount of chlorobenzene supplied is less than 100 parts by weight, water cannot be efficiently removed from the oxidation tank, and water accumulates in the circulating catalyst, degrading the catalytic activity. Even if more than 1000 parts by weight of chlorobenzene is supplied, the efficiency of removing the oxidation product water does not increase, but rather, the cooling capacity increases due to the increase in the amount of chlorobenzene, and the chlorbenzene circulation equipment expands in economic terms. This leads to an increase in cost, which is not preferable.
【0021】分子状酸素含有ガスとしては、空気をその
まま使用することが出来る。また、酸素や空気を不活性
ガスで希釈したものを用いることが出来る。As the molecular oxygen-containing gas, air can be used as it is. Further, oxygen or air diluted with an inert gas can be used.
【0022】分子状酸素含有ガスとしては、空気をその
まま使用することが出来る。また、酸素や空気を不活性
ガスで希釈したものを用いることが出来る。酸素分圧と
しては、0.2〜2kg/cm2が好ましい。As the molecular oxygen-containing gas, air can be used as it is. Further, oxygen or air diluted with an inert gas can be used. The oxygen partial pressure is preferably 0.2 to 2 kg / cm 2 .
【0023】反応温度は、160〜180℃の範囲で実
施する。この範囲以下では、DIPNから酸化中間体へ
の酸化は速やかに進むが、酸化中間体からNDCAへの
酸化が円滑に進まず、NDCA収率が低下する。この範
囲を越えると溶媒である酢酸の燃焼損失が増加し、経済
的に好ましくない。The reaction temperature is 160 to 180 ° C. Below this range, the oxidation of DIPN to the oxidation intermediate proceeds rapidly, but the oxidation of the oxidation intermediate to NDCA does not proceed smoothly, and the NDCA yield decreases. If it exceeds this range, the loss of combustion of acetic acid as a solvent increases, which is not economically preferable.
【0024】使用する圧力は、反応槽中に液相が維持で
きるような圧力以上であれば良いが、10kg/cm2
G以上になると、溶媒を構成する酢酸及び/又はプロピ
オン酸の燃焼損失が増加するので10kg/cm2G未
満とする。The pressure to be used may be at least a pressure capable of maintaining the liquid phase in the reaction tank, but 10 kg / cm 2
When it is G or more, the loss of combustion of acetic acid and / or propionic acid which constitutes the solvent increases, so the amount is made less than 10 kg / cm 2 G.
【0025】第1凝縮器の役割は、酸化反応槽のオフガ
スに同伴する気相成分の内、水を出来るだけ凝縮させ
ず、酢酸及び/又はプロピオン酸を凝縮させることにあ
る。その為、酸化反応槽の圧力が8Kg/cm2Gの条
件下では、第1凝縮器出口の温度を60から150℃の
範囲に、好ましくは80から140℃の範囲に制御す
る。この温度範囲を越えると部分凝縮量が減り、第2凝
縮器に入る酢酸量が著しく増加する結果、第1凝縮器か
ら酸化反応槽に循環される酢酸量が極端に減り、酸化反
応槽の運転が出来なくなる。一方、前記温度範囲から下
がると、循環酢酸量は増加するものの、部分凝縮される
水分量もまた増加し、多量の水が酸化反応槽に循環され
ることになり、効果的な水抜きが困難となり、NDCA
を固液分離後、回収される触媒液中に水が蓄積し、触媒
活性が著しく低下する。The role of the first condenser is to condense water but not acetic acid and / or propionic acid among the gas phase components entrained in the offgas of the oxidation reaction tank. Therefore, under the condition that the pressure in the oxidation reaction tank is 8 Kg / cm 2 G, the temperature at the outlet of the first condenser is controlled in the range of 60 to 150 ° C, preferably in the range of 80 to 140 ° C. When the temperature exceeds this temperature range, the partial condensation amount decreases, and the acetic acid amount entering the second condenser remarkably increases. As a result, the amount of acetic acid circulated from the first condenser to the oxidation reaction tank extremely decreases, and the oxidation reaction tank operates. Cannot be done. On the other hand, when the temperature falls from the above temperature range, the amount of circulating acetic acid increases, but the amount of water partially condensed also increases, and a large amount of water is circulated to the oxidation reaction tank, making it difficult to effectively remove water. Next, NDCA
After the solid-liquid separation, water is accumulated in the recovered catalyst liquid, and the catalytic activity is significantly reduced.
【0026】第2凝縮器により回収する凝縮液は、蒸留
分離操作にかけることにより、塔頂留分としてクロルベ
ンゼン・水混合物、塔底留分として酢酸及び/又はプロ
ピオン酸が得られる。クロルベンゼン・水混合物は、相
分離してクロルベンゼン相、水相として回収する。蒸留
は、通常の回分蒸留であっても、連続蒸留であっても、
差し支えない。また、蒸留塔の形式として、充填塔であ
っても、トレイ方式であっても、支障はない。蒸留条件
として、常圧であっても減圧であっても良い。The condensate collected in the second condenser is subjected to a distillation separation operation to obtain a chlorobenzene / water mixture as a top fraction and acetic acid and / or propionic acid as a bottom fraction. The chlorobenzene / water mixture is phase-separated and recovered as a chlorobenzene phase and an aqueous phase. Distillation may be either ordinary batch distillation or continuous distillation,
It doesn't matter. The distillation column may be either a packed column or a tray type without any problem. The distillation conditions may be atmospheric pressure or reduced pressure.
【0027】酸化反応槽を反応液が占める容積を酸化反
応槽から連続的に排出されるナフタレンジカルボン酸と
触媒をふくむ酢酸及び/又はプロピオン酸溶液の単位時
間当たりの排出容積で除することにより、計算される平
均滞留時間が3〜7時間の範囲になるように操業する必
要がある。この範囲以下では、不完全な酸化状態に留ま
り、中間体が増加し、NDCA収率が低下する。この範
囲以上でも、完全な酸化に必要な反応時間以上に酸化状
態に生成物が置かれる結果、不純物が増加し、NDCA
収率が低下する。By dividing the volume occupied by the reaction solution in the oxidation reaction tank by the discharge volume of the acetic acid and / or propionic acid solution containing naphthalenedicarboxylic acid and the catalyst continuously discharged from the oxidation reaction tank per unit time, It is necessary to operate so that the calculated average residence time is in the range of 3 to 7 hours. Below this range, the state of incomplete oxidation remains, the amount of intermediate increases, and the NDCA yield decreases. Above this range, the product is placed in the oxidized state for longer than the reaction time required for complete oxidation, resulting in increased impurities and NDCA.
Yield decreases.
【0028】酸化反応槽から抜き出した反応液の固液分
離は濾過方式、遠心分離方式のいずれでもよい。第2凝
縮器から出た完全凝縮液を蒸留塔に供給し、塔底に分離
される酢酸及び/又はプロピオン酸は固液分離された粗
NDCAの洗浄液として及び/又は固液分離された触媒
液の希釈剤として使用することが好ましい。Solid-liquid separation of the reaction liquid extracted from the oxidation reaction tank may be carried out by a filtration system or a centrifugal separation system. The complete condensate discharged from the second condenser is supplied to a distillation column, and acetic acid and / or propionic acid separated at the bottom of the column is used as a washing liquid for the crude NDCA solid-liquid separated and / or a catalyst liquid solid-liquid separated. It is preferable to use it as a diluent.
【0029】粗NDCAには、触媒が付着しており、塔
底で回収された酢酸及び/又はプロピオン酸により洗浄
することにより、回収することが出来る。その際、フレ
ッシュな酢酸及び/又はプロピオン酸を使う必要がない
ので、経済的である。酸化反応槽から排出される触媒液
は、酸化反応槽から酢酸及び/又はプロピオン酸が留出
するため、触媒金属が濃縮されている。この希釈剤とし
て、新鮮な酢酸及び/又はプロピオン酸を使わず、塔底
回収液を使えば、経済的に極めて有利である。A catalyst is attached to the crude NDCA and can be recovered by washing with acetic acid and / or propionic acid recovered at the bottom of the column. At that time, there is no need to use fresh acetic acid and / or propionic acid, which is economical. In the catalyst liquid discharged from the oxidation reaction tank, acetic acid and / or propionic acid is distilled out from the oxidation reaction tank, so that the catalyst metal is concentrated. It is economically extremely advantageous to use a column bottom recovery liquid without using fresh acetic acid and / or propionic acid as the diluent.
【0030】[0030]
実施例1 図1に示す装置を使用した。酸化反応槽(1)はチタン
ライニングされた容積13.7lのものでなかにディス
クタービン型多段攪拌翼が取り付けられている。この酸
化反応槽(1)にはDIPN供給ライン(8)、空気供給ラ
イン(9)、クロルベンゼン供給ライン(10)、触媒循
環ライン(11)、オフガス排出ライン(12)及び溶媒
循環ライン(13)が接続されている。Example 1 The apparatus shown in FIG. 1 was used. The oxidation reaction tank (1) was titanium-lined and had a volume of 13.7 liters, and was equipped with a disc turbine type multistage stirring blade. The oxidation reaction tank (1) has a DIPN supply line (8), an air supply line (9), a chlorobenzene supply line (10), a catalyst circulation line (11), an off-gas discharge line (12) and a solvent circulation line (13). ) Is connected.
【0031】オフガス排出ライン(12)には第1凝縮器
(2)が接続され、その下には部分凝縮液受器(3)が接続
されている。部分凝縮液受器(3)の底部は第1凝縮液循
環ポンプ(6)を経て溶媒循環ライン(13)に接続されて
いる。第1凝縮器のオフガス排出ラインは第2凝縮器
(7)に接続され、そこからさらに気液分離器(4)に接続
されている。気液分離器(4)の上部にはオフガス排出ラ
インが接続され、底部には受器(5)からの配管が接続さ
れている。受器(5)からは蒸留塔(14)に接続され、蒸
留塔(14)の塔底側には溶媒排出ライン(15)が、ま
た、塔頂側にはクロルベンゼン・水混合物排出ライン
(16)がそれぞれ接続されている。クロルベンゼン・水
混合物排出ライン(16)は相分離器(17)が接続され、
相分離器(17)の上部には酸化生成水排出ライン(18)
がそして底部にはクロルベンゼン循環ライン(19)がそ
れぞれ接続されている。このクロルベンゼン循環ライン
(19)の他端はポンプを経てクロルベンゼン供給ライン
(10)に接続されている。The off-gas discharge line (12) has a first condenser
(2) is connected, and a partial condensate liquid receiver (3) is connected underneath. The bottom of the partial condensate receiver (3) is connected to the solvent circulation line (13) via the first condensate circulation pump (6). The off-gas discharge line of the first condenser is the second condenser
It is connected to (7) and from there is further connected to a gas-liquid separator (4). The off-gas discharge line is connected to the upper part of the gas-liquid separator (4), and the pipe from the receiver (5) is connected to the bottom part. The receiver (5) is connected to a distillation column (14), a solvent discharge line (15) is provided at the bottom of the distillation column (14), and a chlorobenzene / water mixture discharge line is provided at the top of the column.
(16) are connected respectively. The chlorobenzene / water mixture discharge line (16) is connected to a phase separator (17),
Above the phase separator (17) is the oxidation product water discharge line (18).
At the bottom, chlorobenzene circulation lines (19) are connected, respectively. This chlorobenzene circulation line
The other end of (19) goes through a pump to supply chlorobenzene.
It is connected to (10).
【0032】酸化反応槽(1)の底部には反応物排出ラ
イン(20)を経て第1酸化生成物貯槽(21)、第2酸
化生成物貯槽(22)が直列に接続されている。これらの
貯槽(21),(22)には蒸留塔(14)の溶媒排出ライン
(15)が接続されている。第2酸化生成物貯槽(22)か
らは固液分離器(23)へ接続されている。固液分離器
(23)にはさらに蒸留塔(14)の触媒排出ライン(1
5)、粗NDCA排出ライン(24)及び触媒液排出ライ
ン(25)が接続されている。触媒液排出ライン(25)は
触媒循環槽(26)に接続され、そこから触媒循環ライン
(11)を経て酸化反応槽(1)に接続されている。この触
媒循環槽(26)には触媒補充ライン(27)が接続されて
いる。A first oxidation product storage tank (21) and a second oxidation product storage tank (22) are connected in series to the bottom of the oxidation reaction tank (1) via a reactant discharge line (20). These storage tanks (21) and (22) have solvent discharge lines for the distillation column (14).
(15) is connected. The second oxidation product storage tank (22) is connected to the solid-liquid separator (23). Solid-liquid separator
The catalyst discharge line (1) of the distillation column (14) is further provided in (23).
5), the crude NDCA discharge line (24) and the catalyst liquid discharge line (25) are connected. The catalyst liquid discharge line (25) is connected to the catalyst circulation tank (26), and from there, the catalyst circulation line
It is connected to the oxidation reaction tank (1) via (11). A catalyst replenishment line (27) is connected to the catalyst circulation tank (26).
【0033】上記酸化反応槽(1)に、DIPN供給ライ
ン(8)から、2,6−DIPNを、クロルベンゼン供給
ライン(10)からクロルベンゼンを、触媒循環ライン
(11)触媒を供給してNDCAの製造運転を開始した。
その1時間当たりの重量は、表1の物質収支表に示す通
りである。2,6-DIPN is supplied from the DIPN supply line (8), chlorobenzene is supplied from the chlorobenzene supply line (10) to the oxidation reaction tank (1), and a catalyst circulation line is provided.
(11) The catalyst was supplied to start the NDCA manufacturing operation.
The weight per hour is as shown in the mass balance table of Table 1.
【0034】[0034]
【表1】 [Table 1]
【0035】酸化反応に使用した触媒の一部は、酸化副
生物であるトリメリット酸(TMA)と錯体を形成してN
DCAと共に析出するので、循環触媒中の酢酸コバルト
(無水塩換算)、酢酸マンガン(無水塩換算)量が常に
一定になるように、補充触媒を触媒補充ライン(27)を
経由して加えながら、連続運転した。また、空気供給ラ
イン(9)から、コンプレッサーで加圧した空気を供給
し、170℃、8Kg/cm2Gで連続運転を行った。A part of the catalyst used for the oxidation reaction forms a complex with trimellitic acid (TMA), which is an oxidation byproduct, to form N.
Since it precipitates together with DCA, while adding a replenishment catalyst via the catalyst replenishment line (27) so that the amounts of cobalt acetate (anhydrous salt equivalent) and manganese acetate (anhydrous salt equivalent) in the circulating catalyst are always constant, It ran continuously. In addition, air pressurized by a compressor was supplied from the air supply line (9), and continuous operation was performed at 170 ° C. and 8 Kg / cm 2 G.
【0036】第1凝縮器(2)の出側温度が128℃にな
るように冷却水量を制御し、オフガスに同伴する酸化反
応槽気相成分を部分凝縮させた。部分凝縮液は受器(3)
に貯まり、受器(3)の液面が一定になるように、周波
数を調整しながら循環ポンプ(6)を経由して酸化反応槽
(1)に連続循環した。酸化反応槽に循環される部分凝縮
液は、酢酸が主成分であった。第1凝縮器(2)で凝縮し
なかった成分は、第2凝縮器(7)で35℃まで冷却し、
完全に凝縮させた。The amount of cooling water was controlled so that the outlet temperature of the first condenser (2) was 128 ° C., and the gas phase components of the oxidation reaction tank which were entrained in the off gas were partially condensed. Partial condensate is the receiver (3)
Stored in the oxidation reaction tank via the circulation pump (6) while adjusting the frequency so that the liquid level of the receiver (3) becomes constant.
It was continuously circulated in (1). The partial condensate circulated in the oxidation reaction tank was mainly composed of acetic acid. The components not condensed in the first condenser (2) are cooled to 35 ° C. in the second condenser (7),
Completely condensed.
【0037】この凝縮液は、受器(5)に貯蔵した後、一
旦常圧下に回収し、続いてSUS317L製の理論段数
65段(シーブトレイ)の連続蒸留塔(14)に供給し
て、塔頂部からクロルベンゼンと水を回収し、クロルベ
ンゼン相は酸化反応槽(1)にリサイクルした。又、塔底
部の酢酸は、NDCAの洗浄酢酸として使用した。触媒
循環による連続運転開始時から10hr後のNDCA収
率(DIPN基準)は85%であったが、触媒循環を連続
的に続けると収率は向上し始め、10hr以降は、ND
CA収率は90%で安定した。トリメリット酸収率は6
%であった。その間、循環触媒の活性の低下は見られな
かった。粗NDCAは、さらさらとした淡黄色粉末であ
り、触媒との固液分離性は良好であった。また、表1か
ら計算される酢酸燃焼損失重量は、生産されたNDCA
単位重量当たり、0.071と極めて僅かであり、本法
の経済的メリットを証明した結果となった。This condensate is stored in a receiver (5), then once recovered under normal pressure, and then supplied to a continuous distillation column (14) made of SUS317L with a theoretical plate number of 65 (sieve tray), Chlorobenzene and water were recovered from the top, and the chlorobenzene phase was recycled to the oxidation reaction tank (1). The acetic acid at the bottom of the column was used as a wash acetic acid for NDCA. The NDCA yield (DIPN standard) after 10 hours from the start of continuous operation by the catalyst circulation was 85%, but when the catalyst circulation was continued continuously, the yield started to improve and after 10 hours, ND
The CA yield was stable at 90%. The trimellitic acid yield is 6
%Met. During that time, no decrease in the activity of the circulating catalyst was observed. The crude NDCA was a free-flowing pale yellow powder and had good solid-liquid separation from the catalyst. In addition, the acetic acid combustion loss weight calculated from Table 1 is the NDCA produced.
The weight per unit weight was very small, 0.071, which proved the economic merit of this method.
【0038】酸化反応槽(1)の反応物排出ライン(20)
から排出される反応物(図1,I)の組成を分析する
と、コバルトとマンガン金属濃度の合計が7.5重量
%、コバルトとマンガンの合計モル数に対するBrのモ
ル比は、0.25であった。Reactant discharge line (20) of the oxidation reaction tank (1)
Analysis of the composition of the reaction product (FIG. 1, I) discharged from the reactor revealed that the total concentration of cobalt and manganese metal was 7.5% by weight, and the molar ratio of Br to the total number of moles of cobalt and manganese was 0.25. there were.
【0039】酸化反応槽(1)に供給されるジイソプロピ
ルナフタレン(図1,A)のモル量に対する、酸化反応
槽(1)に循環される触媒液(図1,K)に含まれるコバ
ルトとマンガン金属の合計モル量の比は、1.1であっ
た。Cobalt and manganese contained in the catalyst liquid (FIG. 1, K) circulated in the oxidation reaction tank (1) relative to the molar amount of diisopropylnaphthalene (FIG. 1, A) supplied to the oxidation reaction tank (1). The ratio of the total molar amounts of the metals was 1.1.
【0040】平均滞留時間は、5.6時間であった。The average residence time was 5.6 hours.
【0041】以上のように、クロルベンゼンを加えて酸
化生成水の蒸発量を増やし、オフガス同伴成分を部分凝
縮することによって回収される、酢酸を主成分とする部
分凝縮液は酸化反応槽(1)に循環し、酸化生成水は続く
第2凝縮器(7)で完全凝縮させて、系外に抜き出せば、
簡単に酸化生成水を酸化系から除くことが出来、触媒循
環させても、NDCAの濾過性も悪化せず、触媒活性の
低下もなく、長時間に渡り、高いNDCA収率を維持す
ることが出来た。As described above, the partial condensate containing acetic acid as the main component, which is recovered by adding chlorobenzene to increase the evaporation amount of the oxidation product water and partially condensing the off-gas entrained component, is used in the oxidation reaction tank (1 ), The oxidation product water is completely condensed in the subsequent second condenser (7), and if extracted to the outside of the system,
Oxidized water can be easily removed from the oxidation system, and even if the catalyst is circulated, the filterability of NDCA does not deteriorate, the catalytic activity does not decrease, and a high NDCA yield can be maintained for a long time. done.
【0042】実施例2〜7 実施例1記載の設備を使用し、実施例1に記載した反応
温度と反応圧力及び第1凝縮器出側温度と同じ条件で、
操業を行った。その際の操業因子と操業結果を次表に示
す。Examples 2 to 7 Using the equipment described in Example 1, under the same conditions as the reaction temperature and reaction pressure and the first condenser outlet temperature described in Example 1,
The operation was carried out. The following table shows the operation factors and operation results in that case.
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】固液分離器(23)での粗NDCAの濾過性
は良好であり、酸化反応槽(1)やその他の槽類、配管で
の粗NDCAや触媒の閉塞はなく、長時間に渡り、安定
操業が可能であった。The filterability of the crude NDCA in the solid-liquid separator (23) is good, and there is no clogging of the crude NDCA or the catalyst in the oxidation reaction tank (1) or other tanks or pipes, and it can be used for a long time. , Stable operation was possible.
【0045】比較例1 クロルベンゼンを供給しないこと及び、クロルベンゼン
循環ライン(19)のポンプを作動させないことを除い
て、実施例1と同様の装置及び同様の操作を行った。Comparative Example 1 The same apparatus and the same operation as in Example 1 were carried out except that chlorobenzene was not supplied and the pump of the chlorobenzene circulation line (19) was not operated.
【0046】第2凝縮器(7)から回収される水抜け量は
理論的な酸化生成水量を大きく下回っており、その結
果、固液分離器(23)を経由して酸化反応槽(1)に循環
される循環触媒液中の水分は、実施例1と較べて大き
く、しかも触媒循環時間が長くなるにつれて、増加し
た。The amount of water escaped from the second condenser (7) is far below the theoretical amount of water produced by oxidation, and as a result, the oxidation reaction tank (1) passes through the solid-liquid separator (23). The water content in the circulating catalyst liquid circulated in the above was larger than that in Example 1, and increased as the catalyst circulation time became longer.
【0047】触媒循環開始10hr後のNDCA収率は
85%であったが、20時間後はNDCA収率は79%
に低下した。さらに触媒循環を続けたところ、更に水が
蓄積し、30hr後にはNDCA収率は、70%まで低
下した。明らかに触媒活性の低下が見られ、固液分離器
(23)から得られる粗NDCAも、粘りけのある茶褐色
固体に変化し、濾過性も悪化した。The NDCA yield was 85% after 10 hours from the start of the catalyst circulation, but after 20 hours the NDCA yield was 79%.
Fell to. When the catalyst circulation was further continued, water was further accumulated, and the NDCA yield decreased to 70% after 30 hours. The catalyst activity was clearly reduced, and the solid-liquid separator
The crude NDCA obtained from (23) also changed into a sticky brown solid, and the filterability deteriorated.
【0048】比較例2 実施例1の第1凝縮液(2)出側温度を128℃から16
0℃に高めて、第2凝縮器(7)に流れる水量を高めるこ
とを除いて、実施例1と同様の操作を行った。その結
果、部分凝縮液受器(3)から酸化反応槽(1)に戻る酢酸
量が減少し、酸化反応槽液面レベルを急激に低下し、酸
化反応槽(1)から固液分離器(23)に到るラインで触媒
とNDCAによる閉塞が起こり、連続酸化の安定性が損
なわれ、運転が不可能となった。Comparative Example 2 The outlet temperature of the first condensate (2) of Example 1 was changed from 128 ° C to 16 ° C.
The same operation as in Example 1 was performed except that the temperature was raised to 0 ° C. to increase the amount of water flowing through the second condenser (7). As a result, the amount of acetic acid returning from the partial condensate liquid receiver (3) to the oxidation reaction tank (1) decreases, the liquid level of the oxidation reaction tank drops sharply, and the solid-liquid separator ( The line up to 23) was clogged with the catalyst and NDCA, impairing the stability of continuous oxidation, and operation became impossible.
【0049】比較例3 第1凝縮器(2)出側温度を50℃にする以外は、実施例
1と全く同様の操作を行った。その結果、部分凝縮する
液量が増加し、第2凝縮器(7)での完全凝縮量が減少し
た。Comparative Example 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that the outlet temperature of the first condenser (2) was set to 50 ° C. As a result, the amount of liquid partially condensed increased, and the amount of complete condensation in the second condenser (7) decreased.
【0050】その結果、水抜け量は理論的な酸化生成水
量を下回っており、その結果、固液分離器(23)を経由
して酸化反応槽(1)に循環される循環触媒液中の水分
は、実施例1と較べて大きく、しかも触媒循環時間が長
くなるにつれて、増加した。As a result, the amount of water escaped is less than the theoretical amount of water produced by oxidation, and as a result, the circulating catalyst liquid circulated to the oxidation reaction tank (1) via the solid-liquid separator (23) is circulated. The water content was larger than that in Example 1, and increased as the catalyst circulation time became longer.
【0051】触媒循環開始10hr後のNDCA収率は
75%であったが、さらに触媒循環を続けたところ、更
に水が蓄積し、20hr後にはNDCA収率は、50〜
60%まで低下した。明らかに触媒活性の低下が見ら
れ、固液分離器(23)から得られる粗NDCAも、粘り
けのある茶褐色固体に変化し、濾過性も悪化した。The NDCA yield was 75% after 10 hours from the start of the catalyst circulation, but when the catalyst circulation was continued, more water was accumulated, and after 20 hours, the NDCA yield was 50 to 50%.
It fell to 60%. The catalytic activity was clearly decreased, and the crude NDCA obtained from the solid-liquid separator (23) was also changed to a sticky brown solid and the filterability was deteriorated.
【0052】比較例4〜11 実施例1記載の設備を使用し、実施例1に記載した反応
温度と反応圧力及び第1凝縮器出側温度と同じ条件で、
操業を行った。その際の操業因子と操業結果を次表に示
す。Comparative Examples 4 to 11 Using the equipment described in Example 1, under the same conditions as the reaction temperature and reaction pressure and the first condenser outlet temperature described in Example 1,
The operation was carried out. The following table shows the operation factors and operation results in that case.
【0053】[0053]
【表3】 [Table 3]
【0054】本発明の範囲を外れた条件での操業では、
NDCA収率の低下や触媒の閉塞による操業停止や濾過
器での固液分離性不良による操業停止が起きる等、安定
操業を行う上に好ましくない事態が発生する。When operating under conditions outside the scope of the present invention,
An unfavorable situation occurs for stable operation, such as a reduction in NDCA yield, a shutdown due to blockage of the catalyst, and a shutdown due to poor solid-liquid separation in the filter.
【0055】[0055]
【発明の効果】本発明により、固液分離性の良好な粗ナ
フタレンジカルボン酸を連続法で安定した収率で得るこ
とができ、しかも操業中の配管の閉塞等の問題を生じな
い。According to the present invention, crude naphthalene dicarboxylic acid having good solid-liquid separation can be obtained by a continuous method in a stable yield, and there is no problem such as clogging of piping during operation.
【図1】 本発明の実施例で使用した装置の構成を示す
フローシートである。FIG. 1 is a flow sheet showing a configuration of an apparatus used in an example of the present invention.
1……酸化反応槽 2……第1凝縮器 3……部分凝縮液受器 4……気液分離器 5……受器 6……第1凝縮液循環ポンプ 7……第2凝縮器 8……DIPN供給ライン 9……空気供給ライン 10…クロルベンゼン供給ライン 11…触媒循環ライン 12…オフガス排出ライン 13…溶媒循環ライン 14…蒸留塔 15…溶媒排出ライン 16…クロルベンゼン・水混合物排出ライン 17…相分離器 18…酸化生成水排出ライン 19…クロルベンゼン循環ライン 20…反応物排出ライン 21…第1酸化生成物貯槽 22…第2酸化生成物貯槽 23…固液分離器 24…粗NCDA排出ライン 25…触媒液排出ライン 26…触媒循環槽 27…触媒補充ライン 1 ... Oxidation reaction tank 2 ... 1st condenser 3 ... Partial condensate liquid receiver 4 ... Gas-liquid separator 5 ... Receiver 6 ... 1st condensate liquid circulation pump 7 ... 2nd condenser 8 ...... DIPN supply line 9 ...... Air supply line 10 ... Chlorobenzene supply line 11 ... Catalyst circulation line 12 ... Off gas discharge line 13 ... Solvent circulation line 14 ... Distillation column 15 ... Solvent discharge line 16 ... Chlorobenzene / water mixture discharge line 17 ... Phase separator 18 ... Oxidation product water discharge line 19 ... Chlorobenzene circulation line 20 ... Reactant discharge line 21 ... First oxidation product storage tank 22 ... Second oxidation product storage tank 23 ... Solid-liquid separator 24 ... Crude NCDA Discharge line 25 ... Catalyst liquid discharge line 26 ... Catalyst circulation tank 27 ... Catalyst replenishment line
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 貴行 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takayuki Kato 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Steel Pipe Co., Ltd.
Claims (2)
はプロピオン酸に溶解したコバルト塩及びマンガン塩及
び臭素化合物からなる触媒溶液と、クロルベンゼンと圧
縮空気を連続的に酸化反応槽に供給してジアルキルナフ
タレンを酸化反応させることによりナフタレンジカルボ
ン酸を生成させ、反応中に発生するオフガスは下降流の
第1凝縮器に導いて部分凝縮させて凝縮液は酸化反応槽
に循環させ、一方、反応液は酸化反応槽から連続的に抜
き出して固液分離することにより粗ナフタレンジカルボ
ン酸と触媒液を得、該触媒液は触媒を補充して酸化反応
槽に循環させるナフタレンジカルボン酸の連続製造法に
おいて、 酸化反応槽内部に存在する反応液中のコバルト及び
マンガン金属濃度の合計が5〜10重量%の範囲になる
ように、 酸化反応槽内部に存在する反応液中のコバルト及び
マンガン金属の合計モル数に対して、臭素原子のモル数
が1/8〜1/2のモル比の範囲になるように、 酸化反応槽に循環される触媒液中の補充分を加えた
コバルト及びマンガン金属の単位時間当たりのモル数
が、酸化反応槽に連続供給されるジアルキルナフタレン
の単位時間当たりのモル数に対するモル比で0.5〜
2.0のモル比の範囲になるように 酸化反応槽を反応液が占める容積を酸化反応槽から
連続的に排出されるナフタレンジカルボン酸と触媒を含
む酢酸及び/又はプロピオン酸溶液の単位時間当たりの
排出容積で除することにより、計算される平均滞留時間
が3〜7時間の範囲になるように制御しながら、160
℃以上180℃以下の反応温度で10kg/cm2(ゲ
ージ圧力) 未満の反応圧力の条件下で酸化反応させ、第
1凝縮器では60〜150℃の範囲で部分凝縮させると
共に、非凝縮成分を第2凝縮器に導いて完全凝縮させ、
酸化反応生成水を酸化反応器から連続的に系外に抜き出
すことを特徴とするナフタレンジカルボン酸の製造方
法。1. A catalyst solution comprising a dialkylnaphthalene, a cobalt salt and a manganese salt dissolved in acetic acid and / or propionic acid, and a bromine compound, chlorobenzene and compressed air are continuously supplied to an oxidation reaction tank to dialkylnaphthalene. To produce naphthalenedicarboxylic acid, the off-gas generated during the reaction is guided to the first condenser in the downward flow to be partially condensed, and the condensate is circulated in the oxidation reaction tank, while the reaction solution is oxidized. Crude naphthalenedicarboxylic acid and a catalyst liquid are obtained by continuously extracting from the reaction tank and performing solid-liquid separation, and the catalyst solution is supplemented with a catalyst and circulated in the oxidation reaction tank in the continuous production method of naphthalenedicarboxylic acid Oxidation so that the total concentration of cobalt and manganese metal in the reaction liquid existing in the tank is in the range of 5 to 10% by weight. It is circulated to the oxidation reaction tank so that the molar ratio of bromine atoms to the total molar ratio of cobalt and manganese metal present in the reaction solution is 1/8 to 1/2. The number of moles of cobalt and manganese metal to which the replenisher in the catalyst liquid is added per unit time is 0.5 to a mole ratio with respect to the number of moles of dialkylnaphthalene continuously supplied to the oxidation reaction tank per unit time.
The volume of the reaction solution that occupies the oxidation reaction tank so that the molar ratio is in the range of 2.0 per unit time of the acetic acid and / or propionic acid solution containing the naphthalene dicarboxylic acid and the catalyst continuously discharged from the oxidation reaction tank By controlling the calculated average residence time to be in the range of 3 to 7 hours by dividing by the discharge volume of
° C. by oxidation under the conditions of reaction pressure of higher than 180 ° C. The following reaction temperature 10 kg / cm 2 (gauge pressure), in the first condenser causes the partial condensation in the range of 60 to 150 ° C., the non-condensable components Lead to the second condenser to fully condense,
A method for producing naphthalenedicarboxylic acid, which comprises continuously extracting water produced by an oxidation reaction from the oxidation reactor to the outside of the system.
し、塔頂に分離されるクロルベンゼン・水成分は相分離
した後、クロルベンゼン相を酸化反応槽に循環し、水相
は系外に抜き出し、塔底に分離される酢酸及び/又はプ
ロピオン酸は酸化反応槽から連続的に排出される反応液
から固液分離された粗ナフタレンジカルボン酸の洗浄液
として及び/又は固液分離後の触媒液の希釈剤として、
再利用することを特徴とする請求項1記載のナフタレン
ジカルボン酸の製造方法2. The condensate discharged from the second condenser is distilled, and the chlorobenzene / water component separated at the top of the column is phase-separated, and then the chlorobenzene phase is circulated to the oxidation reaction tank, and the water phase is Acetic acid and / or propionic acid separated from the system and separated at the bottom of the column is used as a washing solution for crude naphthalenedicarboxylic acid solid-liquid separated from the reaction solution continuously discharged from the oxidation reaction tank and / or after solid-liquid separation As a diluent for the catalyst liquid of
The method for producing naphthalenedicarboxylic acid according to claim 1, which is reused.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7117118A JPH08310992A (en) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Method for producing naphthalenedicarboxylic acid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7117118A JPH08310992A (en) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Method for producing naphthalenedicarboxylic acid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08310992A true JPH08310992A (en) | 1996-11-26 |
Family
ID=14703878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7117118A Pending JPH08310992A (en) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | Method for producing naphthalenedicarboxylic acid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08310992A (en) |
-
1995
- 1995-05-16 JP JP7117118A patent/JPH08310992A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6437176B2 (en) | Method for preparing aromatic carboxylic acids, aromatic aldehydes, and aromatic alcohols | |
US4201871A (en) | Process for recovering terephthalic acid | |
EP2981528B1 (en) | Process for the preparation of 2,5-furan-dicarboxylic acid | |
KR100690034B1 (en) | Production method of acrylic acid | |
JP5715318B2 (en) | Acrylic acid production method | |
KR100932467B1 (en) | Method of producing acrylic acid | |
US7348452B2 (en) | Liquid phase oxidation of P-xylene to terephthalic acid in the presence of a catalyst system containing nickel, manganese, and bromine atoms | |
CA1079297A (en) | Continuous process for producing therephthalic acid | |
JP3681285B2 (en) | Method for producing methyl methacrylate | |
US11986805B2 (en) | Method of reactivating catalyst | |
JPH08310992A (en) | Method for producing naphthalenedicarboxylic acid | |
JPH08283197A (en) | Method for producing naphthalenedicarboxylic acid | |
CN1726203B (en) | Process for producing alkylene carbonate | |
JP2755099B2 (en) | Method for producing naphthalenedicarboxylic acid | |
US20080293964A1 (en) | Process for Preparing High Purity Terephthalic Acid | |
US10995050B2 (en) | Process for the purification of an unsaturated carboxylic acid | |
US6888023B2 (en) | Process for producing pyromellitic acid | |
JP2900775B2 (en) | Process for producing 2,6-naphthalenedicarboxylic acid | |
US12116339B2 (en) | Method for purifying (meth)acrylic acid | |
JP4303470B2 (en) | Addition of mineral acid or salt to TMA production process | |
JP2003192627A (en) | Method for producing methacrolein | |
JP2001172246A (en) | Method for producing acrylonitrile | |
KR100841151B1 (en) | Process for producing high purity naphthalenedicarboxylic acid | |
JPH11246476A (en) | Method for producing aromatic carboxylic acid | |
JPH11171826A (en) | Method for producing aromatic carboxylic acid |