JPH0434556B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、無水ピロメリツト酸を含有する高温
混合ガスからの無水ピロメリツト酸の捕集方法に
関するものである。詳しく述べると、本発明は、
接触気相酸化により生成する無水ピロメリツト酸
含有高温混合ガスまたは昇華により生成する運搬
ガスとの高温混合ガスから水性媒体により無水ピ
ロメリツト酸を結晶または溶液として捕集する方
法に関するものである。

従来、無水ピロメリツト酸は、ジユレン（１，
２，４，５−テトラメチルベンゼン）または他の
１，２，４，５−テトラアルキルベンゼンを分子
状酸素含有ガスにより接触気相酸化することによ
り製造されている。このような気相酸化反応にお
いては、無水ピロメリツト酸は高温の混合ガスと
して得られるので、該混合ガスから無水ピロメリ
ツト酸を捕集する必要がある。また、無水ピロメ
リツト酸を昇華精製する場合には、運搬ガスとと
もに生じるこれら無水ピロメリツト酸の含有ガス
から無水ピロメリツト酸を捕集する必要がある。

従来、このような無水ピロメリツト酸を含有す
る高温の混合ガスから無水ピロメリツト酸を分離
捕集するにあたつて、工業的には高温の混合ガス
を放冷あるいは強制冷却することにより冷却器壁
面上に結晶を晶出させる間接冷却法および高温の
混合ガスに冷ガスまたは冷液体を導入して気液接
触させる直接冷却法が行なわれている。

しかしながら、間接冷却法による捕集方法は、
晶析した結晶を取出すために、装置をいつたん停
止して冷却器壁面に晶出した結晶を掻き取るか、
あるいはいつたん停止して加熱溶触して取り出す
必要があり、このため連続的に捕集しようとすれ
ば少なくとも２個の冷却装置の交互切換により冷
却と取り出しとを行なわなければならないという
欠点があつた。また、掻き取り方法では、多大の
労力と設備を必要とするので経済的に不利であ
り、人力で行なう場合は衛生上の問題を生じる。
一方、加熱溶融方法では、無水ピロメリツト酸は
融点が285〜287℃と高く高温熱媒体による加熱溶
融を必要とするので、エネルギー損失が大きい
し、また変質しやすいので適用は困難である。

これに対し、冷ガスまたは冷液体による直接冷
却捕集方法は、目的物の捕集率の問題の他に、冷
ガスまたは冷液体の回収ないし処理に困難な問題
が生ずることであり、この傾向は高温混合ガス中
の無水ピロメリツト酸の濃度が低いほど困難さが
増大する。

一方、高温の混合ガスから無水ピロメリツト酸
を捕集するために、安価で回収ないし処理の容易
な水または水性媒体を用いる方法が提案されてい
る（特開昭47−39045号公報）。これらの方法は高
温の混合ガス中に水または水性媒体を雨滴状やフ
イルム状で噴霧する方法であるので、高温の混合
ガスは急速に冷却され、無水ピロメリツト酸は、
極微細な粒子となり煙霧化される。煙霧化した無
水ピロメリツト酸粒子は、装置の気体中に浮遊
し、その捕集は煙霧化物の性質上非常に困難とな
り、経済的な方法では捕集しきれない。

このような煙霧化の問題を解決するために、無
水ピロメリツト酸の析出温度以下に保持されかつ
水性媒体が壁面を薄く覆うように流下している壁
面を有する凝縮器に導入し、該無水ピロメリツト
酸を凝縮器壁面に析出させることによる捕集方法
が提案されている。しかしながら、このような方
法では、高温の混合ガス中の無水ピロメリツト酸
の露点と、水または水性媒体との温度差が大きい
ので、捕集装置内の高温の混合ガスと水または水
性媒体との接点で、無水ピロメリツト酸の結晶が
晶出し、塊状に生長して装置を閉塞し、無水ピロ
メリツト酸の品位を低下する等の問題を生じ、安
定的に効率よく無水ピロメリツト酸を捕集するこ
とは容易なことではない。

本発明は、前記のごとき従来法の諸欠点を解消
するためになされたもので、無水ピロメリツト酸
を含有する高温混合ガスを、水または水性媒体で
形成された濡れ壁塔に導入し、前記高温混合ガス
と水または水性媒体と熱交換を行なつて該高温混
合ガスの温度を露点以下に降下させ、該混合ガス
を洗浄塔に導入して水または水性媒体と接触させ
て無水ピロメリツトを捕集し、該濡れ壁塔および
洗浄器の塔底部からスラリーまたは水溶液として
無水ピロメリツト酸およびピロメリツト酸を回収
することを特徴とする無水ピロメリツト酸の捕集
方法である。

すなわち、本発明は、無水ピロメリツト酸を含
有する高温の混合ガス流を水または水性媒体で形
成された濡れ壁塔に導入し、該高温混合ガスと水
または水性媒体とを熱交換させたのちに、水また
は水性媒体で無水ピロメリツト酸を捕集すること
にある。

このようにして捕集された無水ピロメリツト酸
は水または水性媒体を用いているために無水物の
一部または全てが二水化しピロメリツト酸となり
残存無水ピロメリツト酸およびピロメリツト酸の
混合物のスラリーまたは水溶液として捕集され
る。

本発明における濡れ壁塔の利点は、第１に高温
の混合ガスを水または水性媒体と熱交換する際
は、高温の混合ガス温度が漸次降下するので、晶
析した結晶の生長があり、無水ピロメリツト酸の
煙霧化がほとんどなく、捕集が容易に行ない得る
ことである。すなわち、高温の混合ガスに水また
は水性媒体を雨滴状やフイルム状で噴霧する場合
は、高温の混合ガスは低温の水または水性媒体が
短時間で直接接触するので、混合ガス温度は急速
に降下し、晶析した結晶は微細なまま煙霧化し、
捕集を困難にしているが、本発明によれば、捕集
可能な無水ピロメリツト酸の結晶が得られる。

第２の利点は、濡れ壁塔の装置内が流動状の水
または水性媒体で覆われているので、器壁面に無
水ピロメリツト酸等の結晶物が析出および沈着す
ることがなく、結晶物は水または水性媒体ととも
に連続的に濡れ壁塔外に運び出されるので、連続
的に操作することができる。

第３の利点は、高温の混合ガスの導入口と低温
の水または水性媒体との間に、かなりの距離と空
間を設けることができるので、高温の混合ガスの
導入口あるいは水または水性媒体の供給口に結晶
が析出して操業を困難にすることはない。

第４の利点は、濡れ壁塔であるために、熱交換
効率が良く、放冷晶出器に比べて装置を小さくす
ることができる。

本発明において使用される濡れ壁塔の形状は特
に制限されることはないが、濡れ壁を形成する水
または水性媒体が、雨滴や霧状を形成しない構造
が望ましい。また、濡れ壁塔の大きさは、高温の
混合ガスから結晶を析出させる温度まで冷却でき
る大きさであればよく、導入される高温の混合ガ
スの量や特性によつて適当に定めることができ
る。

濡れ壁塔に導入される無水ピロメリツト酸を含
有する高温の混合ガスとしては、ジユレン（１，
２，４，５−テトラメチルベンゼン）または他の
１，２，４，５−テトラアルキルベンゼンの分子
状酸素含有ガスによる接触気相酸化反応生成物で
ある無水ピロメリツト酸含有混合ガスまたは無水
ピロメリツト酸を昇華精製する際の窒素等の不活
性ガスを運搬ガスとする混合ガス等がある。この
ような高温の混合ガスの温度は、ガス流管路の閉
塞、濡れ壁導入口での結晶の析出等を考慮して混
合ガスの露点以上で濡れ壁塔へ導入されるが、該
濡れ壁塔が晶析器であり、捕集された無水ピロメ
リツト酸の分離操作を考慮すると、なるべく露点
温度に近く、露点より100℃高温までの範囲、好
ましくは露点より20℃高温程度の温度が良好であ
る。

濡れ壁を形成する水または水性媒体としては、
純水、上水、工業用水等の水の他に、捕集した無
水ピロメリツト酸を含む水性スラリー、捕集した
無水ピロメリツト酸を分離した分離液であつても
よい。

水または水性媒体の温度は、液状で器壁を流動
する温度であれば特に制限はないが、水または水
性媒体を循環使用する場合には、高温の混合ガス
の熱量と蒸発水の系外放出の関係から、通常40〜
80℃で操作される。水または水性媒体の流量は、
濡れ壁塔の壁面全体を覆う量であればよく、濡れ
壁塔の形式、熱交換に伴なう蒸発量によつて決
る。

無水ピロメリツト酸を含有する高温の混合ガス
は、濡れ壁塔内で温度降下し、含有される無水ピ
ロメリツト酸は晶析する。晶析固体は、濡れ壁塔
内を流下する水または水性媒体によるある程度は
捕集されるが、大部分は混合ガス中に残存してい
るので、洗浄塔において水または水性媒体と接触
させる。濡れ壁塔を通過した無水ピロメリツト酸
を含有するガスは、雨滴式または噴霧状で水また
は水性媒体と接触しても、もはや無水ピロメリツ
ト酸の煙霧化は起らないので、容易に捕集でき
る。

つぎに、本発明の一実施態様を図面を参照しな
がら説明する。すなわち、ノズル１により水また
は水性媒体を頂点付近に供給される濡れ壁塔２の
頂部に、無水ピロメリツト酸含有の高温混合ガス
がライン３より導入される。導入された高温の混
合ガスは、濡れ壁塔２内を通過する間に濡れ壁を
形成する膜状の水または水性媒体と接触して熱交
換し、無水ピロメリツト酸の一部分を晶出しなが
ら降温し、晶出した無水ピロメリツト酸は水また
は水性媒体の膜内に捕集される。その結果、生成
するスラリーまたは水溶液は塔底よりライン４を
経て固液分離装置５へ排出される。熱交換された
混合ガスはライン６により洗浄塔７の塔底に供給
され、塔内を上昇する間に塔頂からシヤワーノズ
ル８により供給される水または水性媒体と向流接
触され、無水ピロメリツト酸が捕集される。その
結果、生成するスラリーは塔底よりライン９を経
て固液分離装置５へ排出される。なお、排ガスは
塔頂よりライン１０を経て系外に排出される。な
お、水または水性媒体と前記混合ガスとの接触は
並流接触でもよい。

固液分離装置５において固体と液体とに分離
し、無水ピロメリツト酸およびピロメリツト酸は
固体としてライン１１から排出される。分離した
液体は、ライン１２を経て濡れ壁塔２および洗浄
塔７に供給される。また、前記液体の一部はライ
ン１３より系外に排出される。なお、ライン１２
の液体中には、ライン１４より水ないし水性媒体
が補給される。

つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。

実施例 １ 濡れ壁塔として内径60mm、高さ350mmのガラス
管で、２／分の割合で水を流下させたものを、
洗浄塔として内径60mm、高さ350mmのガラス管に
ガラスビーズを充填し、２／分の割合で水を流
下させたものを用い、これらは２のフラスコに
て接続した。これにジユレンを空気により接触気
相酸化してえられた無水ピロメリツト酸含有ガス
を導き、無水ピロメリツト酸を捕集した。

導入ガスは720／Hr（標準状態）で、無水ピ
ロメリツト酸13ｇを含んでいた。捕集液の温度を
60℃に保持し、１時間捕集した。捕集液はやや着
色したが透明であつた。これを、液体クロマトグ
ラフイーで測定したところ、無水ピロメリツト酸
として12.9ｇを含んでいた。無水ピロメリツト酸
の捕集率は99.2％であつた。

比較例 １ 実施例１における濡れ壁塔を取り去り、反応ガ
スを直接洗浄塔に導入した以外は実施例１におけ
ると同様に操作を行つた。導入直後から、洗浄塔
出口には白色の煙霧が見られ、排出ガスラインに
は白色固形物の付着が認められた。捕集後無水ピ
ロメリツト酸を液体クロマトグラフイーで測定し
たところ、5.2ｇであつた。無水ピロメリツト酸
の捕集率は40％であつた。

比較例 ２ 実施例１における濡れ壁塔への給液をやめた以
外は実施例１におけると同様に操作を行つた。液
を供給しない濡れ壁塔には白色の結晶が付着し
た。洗浄塔出口には比較例１におけるよりは少な
いが、煙霧が認められた。捕集後無水ピロメリツ
ト酸を液体クロマトグラフイーで測定したとこ
ろ、9.8ｇであつた。無水ピロメリツト酸の捕集
率は75.4％であつた。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施態様を示すフローシー
トである。 １……ノズル、２……濡れ壁塔、７……洗浄
塔、８……シヤワーノズル、５……固液分離装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無水ピロメリツト酸を含有する高温混合ガス
   を、水または水性媒体で形成された濡れ壁塔に導
   入し、前記高温混合ガスと水または水性媒体と熱
   交換を行なつて該高温混合ガスの温度を露点以下
   に降下させ、該混合ガスを洗浄塔に導入して水ま
   たは水性媒体と接触させて無水ピロメリツト酸を
   捕集し、該濡れ壁塔および洗浄塔の塔底部からス
   ラリーまたは水溶液として無水ピロメリツト酸お
   よびピロメリツト酸を回収することを特徴とする
   無水ピロメリツト酸の捕集方法。 ２ 濡れ壁塔へ導入される無水ピロメリツト酸含
   有高温混合ガスの温度は露点ないし該露点より
   100℃高温の範囲に調節されてなる特許請求の範
   囲第１項に記載の無水ピロメリツト酸の捕集方
   法。 ３ 水性媒体が水である特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の無水ピロメリツト酸の捕集方
   法。 ４ 水性媒体が無水ピロメリツト酸を捕集後に液
   中の無水ピロメリツト酸およびピロメリツト酸の
   結晶を分離した液状物である特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の無水ピロメリツト酸の捕
   集方法。 ５ 水性媒体が無水ピロメリツト酸の捕集により
   生成した固形分を含んでいる特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の無水ピロメリツト酸の捕
   集方法。 ６ 無水ピロメリツト酸含有混合ガスが接触気相
   酸化反応で得られる生成ガスである特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれか一つに記載の無
   水ピロメリツト酸の捕集方法。 ７ 無水ピロメリツト酸含有混合ガスが粗製無水
   ピロメリツト酸の加熱昇華による生成ガスである
   特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか一
   つに記載の無水ピロメリツト酸の捕集方法。