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JPH0556329B2 - - Google Patents
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JPH0556329B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0556329B2
JPH0556329B2 JP59504439A JP50443984A JPH0556329B2 JP H0556329 B2 JPH0556329 B2 JP H0556329B2 JP 59504439 A JP59504439 A JP 59504439A JP 50443984 A JP50443984 A JP 50443984A JP H0556329 B2 JPH0556329 B2 JP H0556329B2
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JP
Japan
Prior art keywords
acid
exchange resin
terephthalic acid
wash water
anion exchange
Prior art date
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Application number
JP59504439A
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Japanese (ja)
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JPS61500553A (en
Inventor
Richaado Shii Deitsukaason
Uiriamu Esu Miraa
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EKOROKEMU Inc
Original Assignee
EKOROKEMU Inc
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Publication date
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Application filed by EKOROKEMU Inc filed Critical EKOROKEMU Inc
Publication of JPS61500553A publication Critical patent/JPS61500553A/en
Publication of JPH0556329B2 publication Critical patent/JPH0556329B2/ja
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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はサービスサイクルにおける、本発明の
装置および方法を示すフローチヤートであり、第
2図は再生サイクルにおける、本発明の装置およ
び方法を示すフローチヤートである。 11,14,17,20…導管、12…濾過
器、13…濾過媒体、15…ベツド、16…陽イ
オン交換樹脂、18…ベツド、19…陰イオン交
換樹脂、21…仕上げ器、22…混合−ベツド樹
脂。
FIG. 1 is a flowchart illustrating the apparatus and method of the present invention during a service cycle, and FIG. 2 is a flowchart illustrating the apparatus and method of the present invention during a regeneration cycle. 11, 14, 17, 20... Conduit, 12... Filter, 13... Filtration medium, 15... Bed, 16... Cation exchange resin, 18... Bed, 19... Anion exchange resin, 21... Finisher, 22... Mixing - bed resin.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 テレフタル酸製造工程からの洗浄水が溶解テ
レフタル酸、金属触媒、および溶解有機酸副産物
を含有する場合における洗浄水の処理方法であつ
て、前記金属触媒除去のために前記洗浄水を陽イ
オン交換樹脂に通す第1工程と、前記テレフタル
酸および前記溶解有機酸副産物を除去するために
前記洗浄水を陰イオン交換樹脂に通す第2工程か
らなる、テレフタル酸製造工程からの洗浄水の処
理方法。 2 前記洗浄水が、少なくともテレフタル酸から
成る不溶固形分または有機酸副産物から成る不溶
固形分をさらに含有し、該不溶固形分を濾過媒体
上に析出させるために前記第1工程に先立つて前
記洗浄水を濾過する工程を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 前記第2工程の後に前記洗浄水を混合−ベツ
ド樹脂に通す工程を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の方法。 4 前記有機酸副産物がp−トルイル酸および安
息香酸から成ることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 5 前記金属触媒が、コバルト、マンガン、また
はこれらの混合物から成る群から選択されること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 6 前記陰イオン交換樹脂が、弱塩基性陰イオン
交換樹脂または中間塩基性陰イオン交換樹脂かで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の方法。 7 前記陽イオン交換樹脂が、強酸性陽イオン交
換樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の方法。 8 前記第2工程の後に、前記洗浄水を前記テレ
フタル酸製造工程に再循環する工程を含むことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 9 一定量の洗浄水を処理した後に、前記陽イオ
ン交換樹脂から前記金属触媒を除去することによ
り前記陽イオン交換樹脂を再生する工程を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。 10 前記再生工程が、前記陽イオン交換樹脂を
損傷させること無しに前記陽イオン交換樹脂から
前記金属触媒を置換し得る酸と前記陽イオン交換
樹脂とを接触させる工程から成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第9項記載の方法。 11 前記置換し得る酸が強鉱酸であることを特
徴とする特許請求の範囲第10項記載の方法。 12 前記置換し得る酸が臭化水素酸であり、前
記方法が、前記再生工程の少なくとも一サイクル
後に前記臭化水素酸を前記テレフタル酸製造工程
に再循環する工程を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第11項記載の方法。 13 前記再生工程の後に、前記金属触媒を前記
テレフタル酸製造工程に再循環する工程を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の方
法。 14 一定量の洗浄水を処理した後に、前記陰イ
オン交換樹脂から前記テレフタル酸および前記副
産物を除去することにより前記陰イオン交換樹脂
を再生する工程を含むことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の方法。 15 前記再生工程が、前記樹脂に損傷を与える
こと無しに前記陰イオン交換樹脂から前記テレフ
タル酸および前記副産物を置換し得る酸と前記陰
イオン交換樹脂とを接触させる工程から成ること
を特徴とする特許請求の範囲第14項記載の方
法。 16 前記置換し得る酸が氷酢酸および蟻酸から
成る群から選択された弱酸であり、かつ前記方法
が、前記前記弱酸と前記陰イオン交換樹脂を接触
させた後に前記陰イオン交換樹脂から前記弱酸を
除去する工程を含むことを特徴とする特許請求の
範囲第15項記載の方法。 17 前記置換し得る酸が氷酢酸であり、かつ前
記方法が、前記再生工程後に前記氷酢酸を前記テ
レフタル酸製造工程に再循環する工程を含むこと
を特徴とする特許請求の範囲第15項記載の方
法。 18 前記陰イオン交換樹脂に損傷を与えること
無しに前記陰イオン交換樹脂から前記弱酸を置換
し得るアルカリと前記陰イオン交換樹脂とを接触
させることにより、前記置換し得る酸の除去を行
う工程を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
15項記載の方法。 19 前記アルカリが、アンモニア、炭酸ナトリ
ウム、水酸化カリウムおよび水酸化ナトリウムか
ら成る群から選択されることを特徴とする特許請
求の範囲第18項記載の方法。 20 前記濾過媒体上に析出した不溶有機酸固形
分を除去するために前記濾過媒体を逆洗する工程
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第2項記
載の方法。 21 前記テレフタル酸製造工程が、p−キシレ
ンの液相空気酸化工程から成ることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の方法。 22 前記テレフタル酸製造工程からの洗浄水が
さらに不溶テレフタル酸および不溶有機酸副産物
を含有する場合において、前記第1工程が、前記
金属触媒、前記不溶テレフタル酸および前記不溶
有機酸副産物の除去のために前記洗浄水を陽イオ
ン交換樹脂に通す工程であつて、前記第2工程
が、前記溶解テレフタル酸および溶解有機酸副産
物の除去のために前記洗浄水を陰イオン交換樹脂
に通す工程であることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の方法。 23 テレフタル酸製造工程からの洗浄水が溶解
テレフタル酸、金属触媒、および溶解有機酸副産
物を含有する場合における洗浄水の処理装置であ
つて、陽イオン交換樹脂を充填した第1ベツド
と、陰イオン交換樹脂を充填した第2ベツドと、
前記洗浄水を前記第1ベツドに通し、次いで前記
第2ベツドに通すための接続導管とから成る、テ
レフタル酸製造工程からの洗浄水の処理装置。 24 前記第1ベツドを通る前に前記洗浄水が通
るための濾過媒体を含み、この際の前記洗浄水が
不溶テレフタル酸固形分および不溶有機酸副産物
固形分をさらに含有し、かつこの際の前記方法が
前記固形分除去のための前記洗浄水の濾過工程を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第23項記
載の装置。 25 前記陽イオン交換樹脂を再生するために前
記陽イオン交換樹脂ベツドに再生用酸を通すため
の導管を有することを特徴とする特許請求の範囲
第23項記載の装置。 26 前記陰イオン交換樹脂を再生するために前
記陰イオン交換樹脂ベツドを弱酸およびアルカリ
を通すための導管を有することを特徴とする特許
請求の範囲第23項記載の装置。 27 前記固形分除去のために濾過器を通して逆
洗水を流すための導管を有することを特徴とする
特許請求の範囲第24項記載の装置。 [産業上の利用分野] 本発明はテレフタル酸の製造時に発生する洗浄
水中の有機酸,水および他の有益成分の回収と再
循環に関するものである。 [従来の技術と課題] 工業的純度のテレフタル酸はp−キシレンの液
相空気酸化により主として製造される。典型的な
方法では、反応器中に溶媒,空気および触媒を連
続的に供給して高温で酸化する方法が採用され
る。酢酸を溶媒とし、コバルトおよびマンガン等
の多価金属を触媒とし、再生可能なフリーラジカ
ル源として臭素が使用される。テレフタル酸はス
ラリーとして反応器中に残り、該スラリーを反応
器より低温,低圧で操作するサージタンクを通過
させた後、テレフタル酸の結晶を遠心分離,洗浄
および乾燥して回収する。p−キシレンを液相空
気酸化するテレフタル酸の典型的製造方法は、カ
ーク・オスマー(Kirk−Othemer)の化学技術
百科(Encyclopedia of Chemical
Technology),17巻(1982年),749頁に記載があ
る。他の方法でも類似の工程と原料が使用され
る。 テレフタル酸結晶を洗浄する際の洗浄液中には
未結晶のテレフタル酸、p−トルイル酸や安息香
酸のような副産物、およびテレフタル酸結晶から
の触媒を含有している。テレフタル酸製造装置で
はこのような洗浄水が大量に発生し、未処理の排
水は環境基準により自然水系への放水が禁止され
ている。従来は、この洗浄水を生物学的処理プー
ル中に長期間放置して環境的に有害な、ある種の
成分を微生物により無害な成分に転化することに
より除去してきた。この処理は不経済で時間を要
するのみでなく、化合物生物学的処理プールでは
洗浄水中に含有される全ての成分を除去するわけ
ではないので、洗浄水の再循環は不可能であつ
た。 重要なことは、従来の洗浄水の処理方法では洗
浄水中のいずれの成分も回収または再利用されな
かつたことである。生物学的処理プール中で成分
を除去する際に、成分は微生物により分解される
か、または利用できないスラツジとして処理プー
ルの底に沈殿するかのいずれかであつた。 したがつて、テレフタル酸の製造時に発生する
洗浄水を処理するための改良方法の提供が望まれ
ていた。この改良方法は洗浄水中から成分を回収
し、水は自然系中に放出できるか、またはさらに
テレフタル酸の製造用に再利用できるような方法
でなければならない。好ましくは、洗浄水中の有
益成分を回収して該回収成分を次のテレフタル酸
の製造用に再利用できる方法である。特に好まし
い方法としては、この方法が一つの装置中で実施
でき、再生のために使用する材料も回収してテレ
フタル酸製造用に再利用できるような方法であ
る。このような改良方法は効率的、経済的で、従
来の生物学的処理プールに要する大きな用地を必
要としない方法でなければならない。これらの目
的は本発明の方法により達成できる。本発明の他
の目的は、次の記憶から一層明瞭になるはずであ
る。 [課題を解決するための手段] 本発明はテレフタル酸製造時に発生する洗浄水
の処理方法に関するものであり、この際の洗浄水
中にはテレフタル酸、金属触媒、および有機酸副
産物を含有している。この方法には、濾過媒体に
洗浄水を通して不溶テレフタル酸固形分を除去
し、濾液を水素イオン型陽イオン交換樹脂を通過
させて金属触媒を除去し、かつ陰イオン交換樹脂
層を通過させて溶解テレフタル酸および溶解有機
酸副産物を除去する工程が包含される。洗浄水中
から回収された、ある種の成分および処理水はさ
らにテレフタル酸の製造用に再利用する。この方
法を実施するための装置も本発明に包含される
が、一定量の洗浄水の処理後には、この装置は再
生剤で再生し、この再生剤もまた回収して次のテ
レフタル酸の製造用に再使用される。 本発明による、テレフタル酸製造時に発生する
洗浄水の処理装置は添付図面の第1図および第2
図に概略が記載されている。第1図はサービスサ
イクルを示し、第2図は再生サイクルを示す。こ
の洗浄水はテレフタル酸製造時の洗浄工程から発
生するもので、未結晶テレフタル酸、金属触媒、
および好ましくない有機酸副産物がテレフタル酸
結晶から運ばれた混入している。本発明の方法は
以上のようなテレフタル酸製造時の洗浄水の処理
を有利に実施できるものではあるが、同時に本発
明に記載するものと類似した有機酸および触媒成
分を含有する他のテレフタル酸洗浄水にも適用で
きる。テレフタル酸を生成させる反応には金属触
媒が使用されるが、これにはコバルトおよびマン
ガン等の多価金属が使われる。この有機酸副産物
中にはp−トルイル酸、安息香酸および他の有機
酸副産物が包含される。 テレフタル酸製造時に発生する洗浄水の温度
は、最初は約148℃と高温である。本発明の処理
装置中にはイオン交換樹脂が充填されているの
で、148℃のような高温では樹脂が劣化して能力
を失う。したがつて、装置に導入する以前に洗浄
水を冷却して樹脂が損傷しない程度にする。約64
℃であれば充分であるが、高温でも処理できる樹
脂を使用する場合には一層の高温でも使用でき
る。一方、低温では系を通過する水の流れが阻害
されるので、装置に導入する以前に約0℃以下ま
で冷却しないほうがよい。 第1図のように、洗浄水は導管11および濾過
器12を通過させる。濾過媒体12は洗浄水中の
不溶有機固形分の全てをその上に析出させうるよ
うなものから選択する。適当な濾過媒体には、濾
過用サンド、無煙炭、ザクロ石等が包含され、不
溶有機固形分が析出を起こす程度の粒子径を選択
する。0.3乃至1.0mmの粒子径を有するサンドが好
ましい濾過媒体である。好ましい実施態様では、
粒子径0.45mmもしくは約40メツシの濾過サンドを
使用した。 濾過に続いて、洗浄水を導管14および陽イオ
ン交換樹脂層ベツド(床と呼称することもある)
に通す。このベツド中には水素イオン型の陽イオ
ン交換樹脂が充填され、コバルトやマンガン等の
触媒の全てを除去する機能を有し、下流の陰イオ
ン交換樹脂が汚染されるのを防止する。市販の強
酸型もしくは弱酸型陽イオン交換樹脂は何れも使
用できるが、強酸型陽イオン交換樹脂が好まし
い。水素イオン型の強酸型陽イオン交換樹脂
「Ionac C250」(商品名)(Sybron Corp.社製)
を実施態様では使用した。 金属触媒を洗浄水から除去後、これを導管17
を経由して陰イオン交換樹脂層ベツド18に導入
する。このベツド中に充填した陰イオン交換樹脂
は溶解した有機酸副産物の実質的全てを除去す
る。溶解有機酸中にはp−トルイル酸、安息香
酸、および濾過媒体13で除去されなかつた全て
のテレフタル酸が包含される。この目的には、市
販の強塩基性、弱塩基性または中間塩基性インイ
オン交換樹脂が使用でき、中間塩基性の陰イオン
交換樹脂が好ましい。中間塩基性の陰イオン交換
樹脂の例としては商品名「Ionac−365」
(Sybbron Corp.社製)がある。洗浄水を陰イオ
ン交換樹脂層に通す以前に触媒を除去することに
より、陰イオン交換樹脂の汚染が低減する。別方
として濾過工程を省略して不溶有機酸固形分を陽
イオン交換樹脂上で回収する方法もあるが、この
場合は不溶有機酸による汚染により陽イオン交換
樹脂の能力が低下するので推奨できない。 有機酸を除去後、洗浄水を任意工程として導管
20および仕上げ器(ポリツシヤーと呼称するこ
とがある)21に通すが、該仕上げ器21中には
混合−ベツド樹脂22が充填されている。この混
合−ベツド樹脂類は市販の強酸型陽イオン交換樹
脂および強塩基型陰イオン交換樹脂から成り、種
類は問わない。好ましい実施態様では、商品名
「Inac C−249」陽イオン交換樹脂および(商品
名)「Ionac ASB−1」陰イオン交換樹脂を使用
した。 上記のサービスサイクル中に処理した洗浄水は
環境基準に合格するので、そのまま放出が可能で
ある。しかし一層有利には、この水を次のテレフ
タル酸製造用洗浄水として再利用することであ
る。このような本発明では生物学的処理用プール
の必要性がなく、処理した洗浄水は繰り返して再
利用される。これにより廃棄用経費が軽減されの
みでなく、適切な純度の洗浄水を供給するための
経費も節減できる。 一定量の洗浄水を処理した後に、濾過媒体およ
びイオン交換樹脂の再生のための再生サイクルに
切り変えて、洗浄水から除去した有用な成分を回
収する。この再生サイクルを第2図に示す。 この再生サイクル期間中、導管23、濾過器1
2、および導管24に逆洗水を通すことにより濾
過媒体13を逆洗して、この濾過媒体を通過する
流れの方向をサービスサイクル中の流れと逆転さ
せる。この逆洗により、洗浄水から採取された不
溶有機酸固形分を濾過器から除き、該固形分を傾
斜法(デカンテーシヨン法)により洗浄水から回
収する。このようにして、従来法では排水中に逃
げていたテレフタル酸を製造方法の総体的収率中
に加えることができる。デカンテーシヨン後に、
この逆洗水は放出するか、好ましくは再循環に供
する。 陽イオン交換樹脂の再生工程には、樹脂からの
金属触媒の除去工程が包含される。この工程は、
該樹脂を損傷すること無く樹脂から金属イオンを
置換できるような酸と該樹脂とを接触させて行な
う。強酸から成る群から選択した再生用酸であれ
ば種類は問わないが、臭化水素酸もしくは塩化水
素酸が好ましい。2乃至48%に希釈した臭化水素
酸は陽イオン交換樹脂の再生に極めて有効であ
り、同時にテレフタル酸製造工程に再循環でき
る。一回の再生サイクルに使用後、臭化水素酸は
テレフタル酸の製造工程に直接再循環するか、ま
たは再循環以前に次の再生サイクルに先ず再使用
する。再生工程は導管25、カチオン樹脂16お
よび導管26に再生酸を通すことにより行う。こ
の再生工程期間中に、陽イオン交換樹脂は金属触
媒を放出し、これらは廃棄するか、または次のテ
レフタル酸の製造用に再循環する。 陰イオン交換樹脂の再生には、樹脂からテレフ
タル酸および副産物を除去する工程が包含され
る。この除去工程は、この樹脂を損傷すること無
くテレフタル酸および副産物を置換できる弱酸を
先ず導管27、陰イオン交換樹脂19、および導
管28に通すことにより行う。この目的には氷酢
酸および蟻酸が適当であり、前者はp−キシレン
からテレフタル酸への空気酸化に際して溶媒とし
て酢酸を使用するテレフタル酸製造工程に再循環
可能であるから好ましい。この弱酸は溶解p−ト
ルイル酸、安息香酸、およびサービスサイクル中
に陰イオン樹脂上に析出したテレフタル酸の全て
を溶出する。次いで、樹脂を損傷すること無く該
樹脂から該弱酸を置換できるアルカリ、例えばア
ンモニア、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水
酸化ナトリウムの何れかを導管29、陰イオン樹
脂19、および導管30に通して樹脂中にトラツ
プされている全ての弱酸を除去する。好ましい実
施態様では、5乃至10%に釈した水酸化ナトリウ
ムを用い、酢酸ナトリウムおよび過剰の水酸化ナ
トリウムから成る流出液は廃棄もしくは再使用の
ために処理する。一実施態様では、この流出液は
弱酸除去のために次の再生サイクルで再使用す
る。再生サイクルに続いて、装置は再度次の洗浄
水処理に使用できる状態に戻る。 本発明の装置は、イオン交換樹脂および濾過器
のタンク、バルブ、導管、および樹脂と濾過媒体
の受入に適する補助装置とから成る。このよう系
については米国特許第4383920号明細書中に開示
されているので、該特許を参考文献として本明細
書中に加える。本発明の必要性に対応するよう
に、かかる系を修正することは当業者にとり可能
である。特に、ある種のタンク類に対して臭化水
素酸を使用すると、ゴムライニングが不適当であ
ることが判明することがあり、このような場合に
は他の適切なライニングを選択し直すことが必要
になろう。 以上、特定の実施態様について記載してきた
が、本発明の範囲と精神を逸脱することなしに各
種の変更、修正が可能であることは当業者にとり
明瞭であろう。
[Scope of Claims] 1. A method for treating wash water from a terephthalic acid production process when the wash water contains dissolved terephthalic acid, a metal catalyst, and a dissolved organic acid byproduct, the method comprising: A terephthalic acid manufacturing process comprising a first step of passing the wash water through a cation exchange resin and a second step of passing the wash water through an anion exchange resin to remove the terephthalic acid and the dissolved organic acid by-products. How to treat washing water. 2. The washing water further contains insoluble solids consisting of at least terephthalic acid or organic acid by-products, and the washing water is carried out prior to the first step in order to precipitate the insoluble solids onto the filtration medium. 2. The method of claim 1, further comprising the step of filtering the water. 3. The method of claim 1, further comprising the step of passing said wash water through a mixed bed resin after said second step. 4. The method of claim 1, wherein the organic acid by-products consist of p-toluic acid and benzoic acid. 5. The method of claim 1, wherein the metal catalyst is selected from the group consisting of cobalt, manganese, or mixtures thereof. 6. The method according to claim 1, wherein the anion exchange resin is a weakly basic anion exchange resin or an intermediately basic anion exchange resin. 7. The method according to claim 1, wherein the cation exchange resin is a strongly acidic cation exchange resin. 8. The method according to claim 1, further comprising a step of recycling the wash water to the terephthalic acid production step after the second step. 9. The method according to claim 1, further comprising a step of regenerating the cation exchange resin by removing the metal catalyst from the cation exchange resin after treating a certain amount of washing water. Method. 10 A patent characterized in that the regeneration step comprises a step of bringing the cation exchange resin into contact with an acid capable of displacing the metal catalyst from the cation exchange resin without damaging the cation exchange resin. The method according to claim 9. 11. The method according to claim 10, wherein the displaceable acid is a strong mineral acid. 12. A patent characterized in that the displaceable acid is hydrobromic acid, and the method includes recycling the hydrobromic acid to the terephthalic acid production process after at least one cycle of the regeneration step. The method according to claim 11. 13. The method according to claim 9, further comprising a step of recycling the metal catalyst to the terephthalic acid production step after the regeneration step. 14. Claim 1, comprising a step of regenerating the anion exchange resin by removing the terephthalic acid and the by-products from the anion exchange resin after treating a certain amount of wash water. The method described in section. 15. The regeneration step comprises contacting the anion exchange resin with an acid capable of displacing the terephthalic acid and by-products from the anion exchange resin without damaging the resin. A method according to claim 14. 16. said displaceable acid is a weak acid selected from the group consisting of glacial acetic acid and formic acid, and said method comprises removing said weak acid from said anion exchange resin after contacting said weak acid with said anion exchange resin. 16. The method of claim 15, further comprising the step of removing. 17. The displaceable acid is glacial acetic acid, and the method includes recycling the glacial acetic acid to the terephthalic acid production step after the regeneration step. the method of. 18. Removal of the displaceable acid by contacting the anion exchange resin with an alkali capable of displacing the weak acid from the anion exchange resin without damaging the anion exchange resin. 16. The method of claim 15, comprising: 19. The method of claim 18, wherein the alkali is selected from the group consisting of ammonia, sodium carbonate, potassium hydroxide and sodium hydroxide. 20. The method of claim 2, further comprising the step of backwashing the filtration medium to remove insoluble organic acid solids precipitated on the filtration medium. 21. The method of claim 1, wherein the step of producing terephthalic acid comprises a step of liquid phase air oxidation of p-xylene. 22 When the washing water from the terephthalic acid production step further contains insoluble terephthalic acid and insoluble organic acid byproducts, the first step is for removing the metal catalyst, the insoluble terephthalic acid, and the insoluble organic acid byproducts. passing the wash water through a cation exchange resin, wherein the second step is passing the wash water through an anion exchange resin to remove the dissolved terephthalic acid and dissolved organic acid byproducts. A method according to claim 1, characterized in that: 23 A washing water treatment device in the case where the washing water from a terephthalic acid manufacturing process contains dissolved terephthalic acid, a metal catalyst, and a dissolved organic acid by-product, which comprises a first bed filled with a cation exchange resin, and an anion exchange resin. a second bed filled with exchange resin;
An apparatus for treating wash water from a terephthalic acid manufacturing process, comprising a connecting conduit for passing the wash water through the first bed and then through the second bed. 24 a filtration medium through which the wash water passes before passing through the first bed, the wash water further containing insoluble terephthalic acid solids and insoluble organic acid byproduct solids; 24. Apparatus according to claim 23, characterized in that the method includes the step of filtering the wash water to remove the solids. 25. The apparatus of claim 23, further comprising a conduit for passing regeneration acid through the cation exchange resin bed to regenerate the cation exchange resin. 26. The apparatus of claim 23, further comprising conduits for passing weak acids and alkalis through the anion exchange resin bed to regenerate the anion exchange resin. 27. The apparatus of claim 24, further comprising a conduit for flowing backwash water through a filter for solids removal. FIELD OF INDUSTRIAL APPLICATION This invention relates to the recovery and recycling of organic acids, water and other beneficial components in wash water generated during the production of terephthalic acid. [Prior Art and Problems] Terephthalic acid of industrial purity is mainly produced by liquid phase air oxidation of p-xylene. A typical method involves continuously feeding a solvent, air, and catalyst into a reactor to oxidize at high temperature. Acetic acid is used as a solvent, polyvalent metals such as cobalt and manganese are used as catalysts, and bromine is used as a renewable free radical source. The terephthalic acid remains in the reactor as a slurry, and the slurry is passed through a surge tank operated at a lower temperature and pressure than the reactor, and then the terephthalic acid crystals are recovered by centrifugation, washing, and drying. A typical method for producing terephthalic acid by liquid-phase air oxidation of p-xylene is described in Kirk-Othemer's Encyclopedia of Chemical Technology.
Technology), Vol. 17 (1982), p. 749. Other methods use similar steps and materials. The cleaning solution for cleaning terephthalic acid crystals contains uncrystallized terephthalic acid, by-products such as p-toluic acid and benzoic acid, and catalysts from the terephthalic acid crystals. Terephthalic acid production equipment generates a large amount of such washing water, and environmental standards prohibit discharging untreated wastewater into natural water systems. Conventionally, this wash water is left in a biological treatment pool for a long period of time to remove certain environmentally harmful components by converting them into harmless components by microorganisms. Not only was this process uneconomical and time consuming, but recirculation of the wash water was not possible because compound biological treatment pools do not remove all components contained in the wash water. Importantly, conventional wash water treatment methods did not recover or reuse any of the components in the wash water. Upon removal of components in the biological treatment pool, the components were either degraded by microorganisms or settled to the bottom of the treatment pool as unusable sludge. Accordingly, it would be desirable to provide an improved method for treating wash water generated during the production of terephthalic acid. The improved process must be such that the components can be recovered from the wash water and the water can be released into the natural system or further recycled for the production of terephthalic acid. Preferably, the method is one in which useful components in the wash water can be recovered and the recovered components can be reused for the next production of terephthalic acid. Particularly preferred methods are such that the method can be carried out in one unit and the material used for regeneration can also be recovered and reused for the production of terephthalic acid. Such improved methods should be efficient, economical, and do not require the large amount of land required for conventional biological treatment pools. These objectives can be achieved by the method of the invention. Other objects of the invention will become clearer from the following recollection. [Means for Solving the Problems] The present invention relates to a method for treating washing water generated during the production of terephthalic acid, and the washing water at this time contains terephthalic acid, a metal catalyst, and an organic acid byproduct. . This method involves passing wash water through a filtration medium to remove undissolved terephthalic acid solids, passing the filtrate through a proton-type cation exchange resin to remove metal catalyst, and passing the filtrate through a layer of anion exchange resin to dissolve it. A step of removing terephthalic acid and dissolved organic acid byproducts is included. Certain components recovered from the wash water and the treated water are further recycled for the production of terephthalic acid. A device for carrying out this method is also encompassed by the invention, but after treating a certain amount of wash water, the device is regenerated with a regenerant, which is also recovered for further production of terephthalic acid. reused for purposes. The apparatus for treating washing water generated during the production of terephthalic acid according to the present invention is shown in Figures 1 and 2 of the attached drawings.
It is outlined in the figure. FIG. 1 shows a service cycle, and FIG. 2 shows a regeneration cycle. This washing water is generated from the washing process during the production of terephthalic acid, and contains uncrystallized terephthalic acid, metal catalyst,
and undesirable organic acid by-products carried from the terephthalic acid crystals. Although the method of the present invention can advantageously carry out the treatment of wash water during the production of terephthalic acid as described above, it can also be used to treat other terephthalic acids containing organic acids and catalyst components similar to those described in the present invention. It can also be applied to washing water. The reaction that produces terephthalic acid uses metal catalysts, including polyvalent metals such as cobalt and manganese. The organic acid by-products include p-toluic acid, benzoic acid and other organic acid by-products. The temperature of the washing water generated during terephthalic acid production is initially as high as approximately 148°C. Since the processing apparatus of the present invention is filled with ion exchange resin, the resin deteriorates and loses its capacity at high temperatures such as 148°C. Therefore, the wash water is cooled before being introduced into the apparatus to a level that does not damage the resin. about 64
℃ is sufficient, but if a resin that can be treated at high temperatures is used, higher temperatures can be used. On the other hand, it is best not to cool the water below about 0° C. before introducing it into the device, as low temperatures will inhibit the flow of water through the system. As shown in FIG. 1, the wash water is passed through conduit 11 and filter 12. The filter media 12 is selected to be capable of depositing all of the undissolved organic solids in the wash water thereon. Suitable filtration media include filter sand, anthracite, garnet, etc., with particle sizes selected to cause precipitation of insoluble organic solids. Sand having a particle size of 0.3 to 1.0 mm is the preferred filtration media. In a preferred embodiment,
Filtration sand with a particle size of 0.45 mm or approximately 40 mesh was used. Following filtration, the wash water is passed through conduit 14 and the cation exchange resin bed (sometimes referred to as the bed).
Pass it through. This bed is filled with a hydrogen ion type cation exchange resin, which has the function of removing all catalysts such as cobalt and manganese, and prevents contamination of the downstream anion exchange resin. Although any commercially available strong acid type or weak acid type cation exchange resin can be used, a strong acid type cation exchange resin is preferred. Hydrogen ion type strong acid type cation exchange resin “Ionac C250” (product name) (manufactured by Sybron Corp.)
was used in the embodiment. After removing the metal catalyst from the wash water, it is transferred to conduit 17.
It is introduced into the anion exchange resin bed 18 via the anion exchange resin layer bed 18. The anion exchange resin packed into the bed removes substantially all of the dissolved organic acid byproducts. Dissolved organic acids include p-toluic acid, benzoic acid, and any terephthalic acid not removed by filter media 13. For this purpose, commercially available strongly basic, weakly basic or intermediately basic inion exchange resins can be used, with intermediately basic anion exchange resins being preferred. An example of an intermediate basic anion exchange resin is the product name "Ionac-365".
(manufactured by Sybbron Corp.). By removing the catalyst before passing the wash water through the anion exchange resin layer, contamination of the anion exchange resin is reduced. Alternatively, there is a method in which the filtration step is omitted and the insoluble organic acid solid content is recovered on the cation exchange resin, but this is not recommended because the capacity of the cation exchange resin is reduced due to contamination with the insoluble organic acid. After removing the organic acids, the wash water is optionally passed through a conduit 20 and a polisher 21, which is filled with a mixed-bed resin 22. The mixed-bed resins are composed of commercially available strong acid type cation exchange resins and strong base type anion exchange resins, and the types thereof are not limited. In a preferred embodiment, Inac C-249 cation exchange resin and Ionac ASB-1 anion exchange resin were used. The wash water treated during the above service cycle passes environmental standards and can be released as is. However, it is more advantageous to reuse this water as wash water for the subsequent production of terephthalic acid. In the present invention, there is no need for a biological treatment pool, and the treated wash water is repeatedly reused. This not only reduces disposal costs, but also the cost of providing wash water of adequate purity. After processing a certain amount of wash water, a regeneration cycle is turned on for regeneration of the filtration media and ion exchange resin to recover the useful components removed from the wash water. This regeneration cycle is shown in FIG. During this regeneration cycle, conduit 23, filter 1
2, and backwash the filtration media 13 by passing backwash water through conduit 24 to reverse the direction of flow through the filtration media from that during the service cycle. By this backwashing, insoluble organic acid solids collected from the wash water are removed from the filter, and the solids are recovered from the wash water by a decantation method. In this way, terephthalic acid, which conventionally escaped in the waste water, can be added to the overall yield of the manufacturing process. After decantation,
This backwash water is discharged or preferably subjected to recirculation. The step of regenerating the cation exchange resin includes the step of removing the metal catalyst from the resin. This process is
The resin is brought into contact with an acid capable of displacing metal ions from the resin without damaging the resin. Any type of regenerating acid selected from the group consisting of strong acids does not matter, but hydrobromic acid or hydrochloric acid is preferred. Hydrobromic acid diluted from 2 to 48% is very effective in regenerating cation exchange resins and can be recycled to the terephthalic acid production process at the same time. After being used in one regeneration cycle, the hydrobromic acid is either recycled directly to the terephthalic acid manufacturing process or is first reused in the next regeneration cycle before being recycled. The regeneration step is performed by passing regenerated acid through conduit 25, cationic resin 16, and conduit 26. During this regeneration process, the cation exchange resin releases metal catalysts, which are either discarded or recycled for subsequent terephthalic acid production. Regeneration of the anion exchange resin involves removing terephthalic acid and byproducts from the resin. This removal step is accomplished by first passing through conduit 27, anion exchange resin 19, and conduit 28 a weak acid capable of displacing terephthalic acid and byproducts without damaging the resin. Glacial acetic acid and formic acid are suitable for this purpose, the former being preferred because it can be recycled to the terephthalic acid manufacturing process which uses acetic acid as the solvent in the air oxidation of p-xylene to terephthalic acid. This weak acid will leach out any dissolved p-toluic acid, benzoic acid, and terephthalic acid that precipitated on the anionic resin during the service cycle. An alkali capable of displacing the weak acid from the resin without damaging the resin, such as ammonia, sodium carbonate, potassium hydroxide, or sodium hydroxide, is then passed through conduit 29, anionic resin 19, and conduit 30 to the resin. Remove any weak acids trapped inside. In a preferred embodiment, 5-10% diluted sodium hydroxide is used, and the effluent consisting of sodium acetate and excess sodium hydroxide is treated for disposal or reuse. In one embodiment, this effluent is reused in the next regeneration cycle for weak acid removal. Following the regeneration cycle, the device is again ready for use for the next wash water treatment. The apparatus of the invention consists of ion exchange resin and filter tanks, valves, conduits, and auxiliary equipment suitable for receiving resin and filtration media. Such a system is disclosed in US Pat. No. 4,383,920, which is incorporated herein by reference. Modifications to such systems will be within the skill of those skilled in the art to accommodate the needs of the present invention. In particular, when using hydrobromic acid for certain types of tanks, rubber linings may prove to be unsuitable, in which case another suitable lining may be selected. It will become necessary. Although specific embodiments have been described above, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the scope and spirit of the invention.
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