DE1519701A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen einer verdampfbaren normalerweise festen Substanz - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Reinigung von verdampfbaren Feststoffen, d.h. normalerweise festen Substanzen, die ohne chemische Zersetzung verdampft werden können, durch fraktionierte Kondensation.

Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf die Reinigung von Terephthalsäure durch Sublimation.

Mannigfaltige Sublimations- oder Verdampfungsverfahren sind in der Technik zur Reinigung einer Anzahl von Produkten angewendet worden, einschließlich Substanzen, die entweder kondensiert oder als Flüssigkeiten entfernt werden können, wie Phthalsäureanhydrid, und solchen Materialien, die nicht an metallischen Kondensationsoberflächen kleben,

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wie Salicylsäure, sowie für die satzweise Verarbeitung einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Jod und Anthracene

Terephthalsäure hoher Reinheit wird in großen Mengen für die Herstellung von Xthylenterephthalatpolymerisaten, die für die Herstellung von Fasern und Ulmen geeignet sind, verwendet. Bei der Erzeugung von Terephthalsäure durch partielle Oxydation von p-Xylol werden eine Ansah! von Verunreinigungen gebildet, die sich bei tieferen Temperaturen als das gewünschte Produkt verfestigen. Bei diesen Verunreinigungen handelt es sich im wesentlichen um Nebenprodukte, die einen tieferen Oxydationsgrad aufweisen· Die stärkste und störendste Verunreinigung ist gewöhnlich p-Oarboxybenzaldehyd (HOOC-C₆H₄-OHO), das bei etwa 249⁰C schmilzt und einen normalen Siedepunkt von 316⁰C bei atmosphärischem Druck hat. Bei der Sublimationsreinigung zeigt diese Verbindung eine starke Neigung, an kondensierenden Terephthalsäureteilchen, die ohne zu schmelzen bei etwa 30O⁰C unter normalem Atmosphärendruck verdampfen und kondensieren, anzukondensieren und darin eingeschlossen oder okkludiert zu werden. Eine andere Verunreinigung ist p-Toluylsäure (HOOO-C₆H₄-CH,), die bei 180°C schmilzt und einen normalen Siedepunkt von 275⁰C hat. Weiterhin zeigt Terephthalsäure Oberflächenklebrigkeit bei Temperaturen über 232°C und die Terephthalsäureteilchen neigen zum Anhaften an Wänden der

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Vorrichtung· Darüberhinaus verfärbt sich die Schicht aus fester Terephthalsäure, die eich in direkter Berührung mit den metallischen Wandflächen befindet, möglicherweise als Ergebnis irgendeiner katalytischen Wirkung oder hoher örtlicher Temperaturen· Diese Schwierigkeit trifft besonders für den unteren Teil des Kondensators zu, wo das Gefäß zweckmäßig für einen kontinuierlichen Abzug der Produktfeststoffe abgeschrägt oder zugespitzt ausgebildet ist. Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung für die Reinigung von verdampfbaren normal erweise festen Substanzen, bei dem man ein gasförmiges Gemisch aus einer verdampften festen Substanz und Material, das sich bei einer tieferen Temperatur als die Substanz verfestigt, in eine umschlossene Kondensationszone einführt, deren Begrenzungsflächen bei Temperaturen über dem Taupunkt des angrenzendeil gasförmigen Gemische gehalten werden, das gasförmige Gemisch durch direkten Wärmeaustausch mit einem Kühlmedium kühlt, um kondensierte Teilchen der Substanz zu bilden, die nicht in Berührung mit irgendeiner festen Oberfläche in der. Kondensat ions zone stehen, kondensierte Teilchen aus der Substanz in fester Form von dem Material abtrennt, während sie sich in direktem Wärmeaustausch mit einem weiteren gasförmigen Kühlmittel in einer umschlossenen Trenn- oder Scheidezone befinden, von der mindestens ein Hauptbereich ihrer Begrenzungsfläche bei Temperaturen über

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dem Taupunkt des angrenzenden, gasförmigen G-emischs gehalten wird, und danach die abgetrennten festen Teilchen in einer umschlossenen Sammelzone auffängt, durtfh die das weitere Kühlmittel fließt, während mindestens ein Haupfbereich der Sammelzonen-Begrenzungsflache bei wesentlich tieferen Temperaturen als jenen der Scheidezonen-Begrenzungsfläche gehalten wird.

Der Ausdruck "Begrenzungsfläche" wird hier zur Bezeichnung undurchlässiger Begrenzungswände u.dgl. und nicht für poröse Filteroberflächen benutzt.

Andere Gesichtspunkte der Erfindung umfassen die nachstehenden Merkmale: den Fluß der der Reinigung unterworfenen Substanz und verschiedenerKühlmittel in den vorstehend angegebenen Zonen; verschiedene Merkmale geeigneter Raten der Einführung oder des Durchflusses des zusätzlichen Kühlmittels durch die Sammelzone; eine Verdampfungsstufe in Kombination mit der vorgenannten fraktionierten Kondensation; Erhitzung des nicht-kondensierten gasförmigen Materials, wenn es aus der Trenn- oder Scheidezone abgezogen wird; Entfernung von Ablagerungen auf einem porösen Filterglied nach der Rückblasemethode; mehrstufige Sublimation zwecks weiterer Reinigung; die Reinigung von Terephthalsäure im besonderen und anderer aromatischer Säuren im allgemeinen. Weitere Merkmale der Erfindung sowie ihre Zwecke und technischen Vorteile gehen aus der nachstehenden

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INSPECTED

Beschreibung hervor.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Er-. findung eignen sich besonders zur Herbeiführung der fraktionierten Kondensation in einem kontinuierlichen Sublimationsverfahren von Terephthalsäure aus dem Dampf zu Feststoffen und zur nachfolgenden Abtrennung der Feststoffe von nicht-kondensierten Dämpfen unter geregelten Temperaturen und Drücken mit einem Geringstmaß an Einschluß von Fremdstoffen bei gleichzeitiger Vermeidung einer Abscheidung von Terephthalsäure in einem klebrigen Zustand auf irgendwelchen Oberflächen der Vorrichtung. Es ist ein hochgradig gereinigtes Produkt mit bedeutend verbesserten Lösungsfarbeigenschaften in hoher Ausbeute erhältlich. Jedoch ist die Brauchbarkeit der Erfindung nicht auf diese spezifische Anwendung beschränkt, vielmehr ist die Erfindung bei einer Vielzahl von fraktionierten Kondensationen von Gemischen aus verdampften Feststoffmaterialien unterschiedlicher Verdampfungseigenschaften oder unterschied- i licher Verfestigungstemperaturen anwendbar·

Die Erfindung wird nachstehend anfror» der beigefügten Zeichnung weiter erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel anhand eines Fließbildes bzw. einer schematischen Darstellung einer einstufigen Sublimationseinrichtung gezeigt ist; dabei ist das primäre Kondensationsgefäß teilweise in senkrechtem Schnitt dargestellt. Zwecks besserer

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Klarheit und Übersichtlichkeit sind viele Regel- und Hilfseinrichtungen in der Zeichnung weggelassen worden, da sie an sich bekannt sind. Sofern nichts anderes angegeben ist, sind alle Temperaturen in Grad Celsius (⁰O) und alle Mengenanteile auf Gewichtsbasis angegeben.

Eine rohe Terephthalsäure, die durch partielle Oxydation von p-Xylol und Auslaugen des Oxydationsprodukts mit Essigsäure erhalten worden ist, wird in Form eines trockenen Pulvers durch eine Leitung 2 in einen Zuführungsbehälter 4 eingeführt. Dieses teilweise gereinigte Material enthält 3000 Teile-je-Million (ppm) p-Carboxybenzaldehyd (POB), 2000 Teile-je-Million p-Toluylsäure und 60 Gewichtsteile-je-Million Asche als Hauptverunreinigungen. Durch eine Leitung 6 wird Wasserdampf in eine Heizschlange 8 eines Ofens 10 eingeführt und dort auf eine Temperatur von 288⁰O überhitzt. Der überhitzte Wasserdampf, der als Mitnehmer- oder Trägergas dient, fließt durch eine Rohrleitung 12 mit hoher Geschwindigkeit zu einem Schraubenförderer oder Sternförderer (star feeder) 14· am Boden des Behälters 4, wo er die pulverförmige Beschickung in einem Verhältnis von 16 Mol Wasserdampf je Mol Terephthalsäure aufnimmt und diese durch eine Leitung 16 zu einer Verdampferschlange 18 in dem Ofen 10 fördert. In dieser Schlange werden im wesentlichen alle feststoffe verdampft und der Ausfluß wird durch eine Leitung 20 zu einem Aschefilter

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getragen, welches Asche und andere Feststoffe, einschließe lieh Katalysatorrückstände, aus der verdaarpf ten Terephthalentfernt.

Der Dampf strom fließt dann durch eine Leitung 24- und tritt bei einer Einlaßtemperatur von 34-3⁰G in einen primären Kondensator 26 zur fraktionierten Kondensation bei atmosphärischem Druck ein. Dieser senkrechte zylindrische Turm hat zweckmäßig einen Innendurchmesser von mindestens einigen Fuß oder Metern, um Wandeinflüsse so gering wie möglich zu halten. Er hat ein Länge:Durchmesser-Verhältnis von 3*0 für die Kondensationszone 28 in seinem oberen Teil und ein Verhältnis von 5,2 insgesamt. Eine zwischengeschaltete Trenn- oder Scheidezone 30 (disengaging zone) ist mit porösen Metallkerzen- oder -patronenfiltern 32 versehen. Darunter befindet sich eine untere Sammelzone 34-, in der eich das Sublimat in dem zugespitzten Boden ansammeln kann, bevor es nach unten in einen Behälter oder ein Aufnahmegefäß 36, aus dem das Terephthalsäureprodukt abgezogen wird, abfließt.

Die Wand der Kondensationezone 28 ist von einem äußeren Mantel 38 umgeben, der in irgendeiner geeigneten Weise erhitzt wird, z.B. durch heißes Abgas, das durch eine Leitung 40 eintritt und durch eine Leitung 4-2 abfließt. Hierdurch wird die innere Oberfläche der Wände der Kondensationszone bei einer mittleren Temperatur von 34-9⁰C gehalten, die 11° über dem Taupunkt des Dampfes liegt, der aus

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der Leitung 24 in das Gefäß eingelassen wird. Die Scheidezone 30 ist mit einem ähnlichen Mantel 44 versehen, der in der gleichen Weise oder mit anderen Erhitzungsmedien beheizt werden kann, um eine Temperatur von 288⁰O aufrechtzuerhalten, da der Taupunkt der an die Wände dieser Zone angrenzenden gasförmigen Suspension nunmehr infolge der in der Zone 28 eintretenden Kondensation etwa 28O⁰C beträgt. Ein weiterer Heizmantel 46 rund um den oberen Teil der Sammelzone 34 wird in erster Linie benutzt, um eine Kondensation von Wasserdampf auf .den Wandungen dieser Zone zu verhindern. Eine beträchtlich tiefere mittlere Wandtemperatur von 154⁰C wird in dieser Zone aufrechterhalten, um ein Anhaften der gesammelten Produktteilchen an der Wand zu verhindern. Die untere Wand der Sammelzone ist vorzugsweise nicht isoliert, um eine so starke Kühlung wie möglich durch Konvektion und Strahlung bei der Aufrechterhaltung , der vorstehend angegebenen mittleren Temperatur zu gestatten.

Zur Kühlung des DampfStroms wird Wasser, das durch eine Leitung 50 unter Druck eintritt, in Form feiner Sprühstrahlen durch eingesetzte Sprühdüsen 52 am Kopf und gewünschtenfalls auch durch Düsen 54, die sich in den Seitenwäaden des Gefäßes zur Anwendung für eine Herbeiführung zusätzlicher Kühlung oder zur Änderung der Verteilung des Kühlwassers in der Kondensationszone befinden, eingespritzt.

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Die Gesamtzufüttrung an Kühlwasser "belauft sich auf etwa 1,9 kg-Mol (4,2 pound,mols) oder etwa 34,5 kg (76 pounds) Wasser von 38⁰O je Mol Terephthalsäure, die dem Kondensator zugebracht wird. Die Düsen 52 und, yv sind in einer solchen Weise ausgerichtet, daß ein-Auftreffen von Wasser und Kühlen der heißen Wände der Kondensationszone so gering wie möglich gehalten wird und eine innige Berührung zwischen dem Beschickungsdampf und den Wassertröpfchen in den Sprühstrahlen vorliegt, bis das Wasser unter Wärmeaufnahme aus * dem Dampf verdampft ist.

Die Kerzen- oder Patronenfilter 32, die sich zweckmäßig in einer etwa kreisförmigen Seihe rund um den Umfang der Scheidezone 30 erstrecken, sind einzeln durch Rohrleitungen 55 Bn eine Bodenleitung 56 eines ring- oder torusförmigen Verteilers 57ι der weiterhin mit einer oberen Heizleitung 58 versehen ist, angeschlossen. Eine mit Ventil versehene Austrittsleitung 60 ist zum Abzug der gasförmigen Phase mit der Bodenleitung 56 verbunden. Weiterhin ist λ

eine mit Ventil versehene Rückblaseleitung 62 an die Austrittsleitung 60 angeschlossen. Um Ablagerungen von festen Teilchen von den Oberflächen dieser Filter durch Rückwärtsfluß von gasförmigem Material durch die Filter zu entfernen, wird Stickstoff oder ein anderes inertes Rückblasegas intermittierend durch die Rückblaseleitung 62 und die Leitungen 60, 56 und 55 eingeführt, während das Ventil

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in der Austrittsleitung 60 geschlossen ist·

Als ein wahlweises aber wünschenswertes Merkmal kann die obere Leitung 58 des Hingverteilers durch ein geeignetes flüssiges oder gasförmiges Heizmedium, welches aus einer Zuführungsleitung 64 eintritt, rund um beide Seiten der Verteilerleitung 58 fließt und durch eine Leitung 66 austritt, beheizt werden. Hierdurch wird der Verteiler bei einer Temperatur über dem Taupunkt des umgebenden Dampfstroms gehalten, wodurch eine Kondensation oder ein Absetzen irgendwelcher Ablagerungen auf dem Verteiler verhindert wird. Weiterhin beseitigt dieses Erhitzen jegliche Möglichkeit einer Kondensation in der gasförmigen Phase in der Bodensammelleitung 56 des Verteilers. Alternativ kann der Verteiler 57 durch elektrische Heizelemente anstelle des gasförmigen oder flüssigen Heizmediums beheizt werden. Die Filter 32 und der Filterverteiler können auch außerhalb des direkten Weges der herabfallenden Kondensatteilchen angeordnet werden. Beispielsweise kann der Kondensator 26 so ausgebildet werden, daß die Scheide- und Sammelzonen 30 und 34 einen größeren Durchmesser haben, als die Kondensationszone 28, wobei die Filter aus dem Hauptstrom der Gas/Fest stoff-Suspension herausgerückt werden können, indem sie dicht vor der Außenwand in dem einen erweiterten Umfang aufweisenden Bereich der Scheidezone angeordnet werden. Alternativ können die Filter in einem getrennten

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Behälter angeordnet werden, der mit der Scheidezone 30 in kommunizierender Verbindung steht. Im letztgenannten Falle wird zweckmäßig eine zusätzliche Sammelzone am Boden des Filtergefäßes vorgesehen, um jenen Teil der kondensierten Feststoffe zu sammlen, der sich dort absetzt.

Kaltes Inertgas wird als weiteres Kühlmittel in den unteren Seil der Sammelzone 34 eingeführt, und zwar zweckmäßig aus einem Verteiler 68 und Zweigrohren 72, 74·» 76, 78 und 80 bei einem Gesamtfluß von etwa 312 l/kg (5 SCF/lb) * an zugeführter Terephthalsäure. Die, Einlaßenden dieser Bohre sind zweckmäßig" entweder in einer horizontalen oder einer abwärts zeigenden Richtung angeordnet, um die Möglichkeit einer Verstopfung durch die kondensierten Feststoffe auszuschalten.

Am Boden des Kondensators 26 ist ein geeignetes Ventil 82 vorgesehen, um die Produktfeststoffe in ein Aufnahmegefäß oder eine Schleusenkammer 36 einzulassen; letztere ist an ihrem Boden mit einem geeigneten Auslaßventil 84 ausgestattet.

In der fraktionierten Kondensationsstufe der Sublimationsbehandlung tritt die Beschickung aus Wasserdampf, Terephthalsäure und damit vereinigten Verunreinigungen in Dampfform in den Kopf der Kondensationszone durch die Einlaßleitung 24 ein und sie kommt sofort in Berührung mit dem anfänglichen Kühlmedium in Form feiner Sprühstrahlen

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aus Kühlwasser, die abwärts im Gleichstrom mit dem Dämpfefluß gerichtet sind. Die Temperatur des Haupt- oder Mittelstroms des Beschickunfsdampfes wird rasch unter den Tauoder Schneepunkt der Terephthalsäure gesenkt und es werden kleine Feststoffteilchen aus der Terephthalsäure gebildet, die dann wachsen, wenn das Gemisch in der Kolonne nach unten fließt. Infolge deiner niedrigen Konzentration bleibt die Hauptmenge des p-Carboxybenzaldehyds im Dampfzustand, jedoch kondensiert ein geringer Anteil davon auf den herabsinkenden Terephthalsäureteilchen. Irgendwelche Teilchen aus fester Terephthalsäure oder Tröpfchen von p-Carboxybenzaldehyd, die gegen die erhitzte Wand der Kondensationszone 28 treiben oder streichen, werden rasch durch Wärme verdampft, die von dieser heißen Oberfläche übergeht; demgemäß kann sich kein kondensiertes Material auf der Wandoberfläche ansammeln. Trotzdem beeinflußt die erhitzte Wand nicht in wesentlicher Weise die Temperatur dieser in Menge vorliegenden Dampf suspension, wenn der Durchmesser oder Querschnittsbereich dieser Zone richtig gewählt ist, und es wird in dieser Zone trotz der höheren Wandtemperatur eine mittlere Dampftemperatur von etwa 299°0 aufrechterhalten.

Das gesamte Gemisch aus Feststoffen, Förderwasserdampf und dem verdampften Kühlwasser strömt nach unten in die Scheidezone, wo es mit einem aufwärtsfließenden Strom

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des gasförmigen zweiten oder zusätzlichen Kühlmittels aus der Sammelzone und weiterhin mit intermittierenden . Strömen von Eückblasegas, wennjeinzelne Filter in der Batterie periodisch von Ablagerungen befreit werden, zusammentrifft. Das zusätzliche Kühlmittel kann als sekundäres Kühlmittel bezeichnet werden, da es «sich anfänglich nicht mit dem zu kondensierenden Material in Berührung befindet, wenn die Kondensation beginnt, sondern statt dessen unmittelbar danach zur Kühlung der kondensierten Feststoffe im Temperaturbereich unterhalb des Verfestigungspunktes dient; jedoch sollte dieses sekundäre Kühlmedium nicht mit einem Kühlmittel verwechselt werden, das in einem sekundären Kühler benutzt wird, da es in dem primären Kühler Anwendung findet. In der Scheidezone wird die gasförmige Phase der Suspension durch die Filter 32 und die Leitungen 55ι 56 und 60 abgezogen. Die abgetrennte gasförmige Phase enthält den Förderwasserdampf, den durch Verdampfung des Kühlwassers im Innern des Kondensators gebildeten Wasserdampf, das inerte sekundäre Kühlgas und einen Hauptanteil des p-Carboxybenzaldehyds und andere Verunreinigungen, die als Verunreinigungen in der verdampften Beschickung anwesend sind. Um eine Kondensation der gefilterten Gasphase in den Leitungen 56 und 60 zu verhindern, wird der ersteren durch das Heizmedium in dem Verteilerkanal 58 Wärme zugeführt und die Leitung 60 ·

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ist gut isoliert und, sofern notwenidig, durch elektrische Heizelemente (nicht dargestellt) beheizt, um die Temperatur der Gasphase zwischen 11° und 28⁰C über der in der Scheidezone herrschenden mittleren Dampf temperatur von etwa 260⁰G zu halten. Eine geringe Menge nicht-kondensierter Terephthalsäure ist ebenfalls in dem Abgas enthalten und diese wird zusammen mit den verdampften Fremdstoff en in einem sekundären Kondensator oder Wäscher (nicht dargestellt) für eine Rückführung in die partielle Oxydationsreaktion zurückgewonnen, um Rohmaterial zu sparen und im wesentlichen quantitative Ausbeuten zu erzielen.

Die Terephthalsäureteilchen ei ^schließlich des von den Filtern 32 abgelösten Materials sinken weiter allein durch den Aufwärtsfluß des sekundären Kühlmittels in die Sammelzone 34 ab, da im wesentlichen alles andere in den Behälter 26 eingeführte Material durch die Auslaßleitung abgezogen worden ist. Bei Absinken durch die Zone 34 wird der Fall der Teilchen beträchtlich verlangsamt, und zwar durch den Strom des sekundären Kühlgases, der mit einer geringeren Geschwindigkeit als die mittlere Endabsetzgeschwindigkeit der Feststoffteilchen aufsteigt. Dieser Gasstrom kühlt weiter die festen Teilchen, bis ihre Temperatur auf 93°C zu dem Zeitpunkt gesenkt ist, zu dem sie erstmals die Metalloberfläche des konischen Teils der Sammelzone 34 berühren. Bei dieser Temperatur besitzen

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die Veilchen keine Oberflächenklebrigkeit und es besteht wenig oder keine neigung zu einer Verfärbung der Teilchen in Berührung alt-den Metall. Die mittlere Aufenthaltszeit für den Durchgang der Terephthalsäurebeschickug durch die Kondensationszone betragt 40 Sekunden.

Das angesammelte Produkt wird durch das offene Ventil 82 in den Produktaufnahmebehälter 36 herabrutschen gelassen. Wenn diese Kammer voll ist, wird das Ventil 82 geschlossen und das Produkt wird durch das Ventil 84 am Boden abgezogen. In dieser ersten Sublimationsstufe beläuft sich die Ausbeute an Terephthalsäurefeststoffen aus dem Aufnahmebehälter 36 auf 90 Gew.-56 der zugeführten rohen Terephthalsäure, und'der Fremdstoffgehalt dieses Produkts beträgt nur 387 Teile-^e-Million p-Carboxybenzaldehyd (eine Verringerung um 87 %), 100 feile-je-ΜΠlion p-Toluylsäure (95 #ige Verringerung) und weniger als 5 Teile-je-Million Asche. Dies entspricht eines 92 $igen Gleichgewicht in der p-Carboxybenzaldehydverringerung und einer 95 #igen Annäherung an dieses Gleichgewicht. Weiterhin tritt eine wesentliche Verbesserung hinsichtlich der Lösungsfärbungen auf, da die Anfangswerte von 60 gemäß der Scala der American Public Health Association (APHA) sowohl für eine 1 %ige Lösung des Rohmaterials in Schwefelsäure als auch eine 5 %ige Lösung desselben in Dimethylformamid auf Bndwerte von nur

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20 bzw. 15 für Lösungen des sublimierten Produkts in den

η gleiohon Lösungsmitteln verringert werden. Bei einer sorgfältige Regelung des Betriebe sind APHl-Parbwerte so niedrig wie in beiden Lösungen erzielbar. Weiterhin beträgt die Trübung einer 5 %igaa Lösung in Dimethylformamid 4,5 vor und 0 nach der Sublimation.

Um eine noch stärker gereinigte Terephthalsäure zu erhalten, kann das Produkt erster Stufe zweckmäßig; in einer zweiten Sublimationsstufe \inter Anwendung einer fraktionierten Kondensation in einer Vorrichtung der gleichen Art und mit Betrieb unter den gleichen Bedingungen wie in der vorstehend beschriebenen anfänglichen Sublimationsbehandlung mit im allgemeinen ähnlichen Ergebnissen rβsubIi-. miert werden. Das Abgas wird in einem sekundären Kondensator oder Wäscher kondensiert und zu dem Oxydationsreaktor zurückgeführt, und es wird eine 90 #ige Wiedergewinnung der in diese Stufe eingeführten Terephthalsäure mit einem Gehalt von nur 50 Teilen-Je-Million p-Oarboxybenzaldehyd (87 % Verringerung), weniger als 50 Teilen-je-Million p-Toluylsäure und weniger als 5 Teilen-je-Million Asche

erzielt.

Verschiedene Merkmale der fraktionierten Kondensationsstufe des beschriebenen Verfahrens sind, von besonderer · Bedeutung. Während die Temperatur des Dampfstroms in der Kondensationszone rasch unter den Erstarrungs- oder Schaee-

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_punkt der Terephthalsäure verringert wird, wird die innere Wandoberfläche diener Zone '„ei Temperaturen über dem Taupunkt des angrenzenden Dampfgen-ische selten, um ,Jegliche Materialablagerung auf der Wand *u vermeiden. Sie. bedeutet nicbt daß die Temperaturen der Woberfläche gleichmäßig _Sein müssen, da der Taupunkt des herabsinkenden Gosgemischs aHmäblich verringert wird, «an Material 1. Zentrum des Stroms kondensiert-, dcng.mäß können die Wandtemperaturen _ta unteren Abschnitt der Zone etwas tiefer als am Kopf sein.

Weiterhin »ordern die Wandtemperaturen eines überlegenden Bereich» (d.h. mehr als dio Hälfte der Besamten Wandfläche) der Soheidezone über dem Taupunkt gehalten, , B vor»u8S«ise J - 11⁰O «"er dem Taupunkt des dort an-_Erenzenden gaofSrmigen Genischs. In anderer Weise ausgedrückt sollte also die mittlere Wandtemperatur in dieser Zone über dem mittleren Taupunkt des gasförmigen Gemischs _in der Beheld.*»· H'S™· ^{Ea iBt 3aa}°°^h ^" ^notTett3i6· die Oberflächen der Filter in dieser Zone bei derartig hohen Temperaturen su halten, da keine Bedenken bestehen, feste Terephthalsäureteilchen bei Temperaturen über 232⁰O in Berührung mit den Filteroberflächen au haben. Darüber-Hinaus ist die Aufenthaltszeit Ton Feststoffen auf Filteroberflachen verhältnismäßig kurs, da die Teilchen häufig durch Rückblasegas zur weiteren Kühlung in der unteren Zone abgelost «erden. In der Scheid«»™ ist eine verhältnismälg

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hoQO Dampf temperatur wünschenswert, vorauflgenotzt, daß dioao Temperatur unterhalb dea Eratorrunga- oder Schneepunkto der Terephthalsäure ließt.

Dor Gononstroai'luß eines sekundären Kühlmittels in Gonforni herauf durch die ßammelzone erfüllt eino Anzahl von wichtigen funktionen. Erotena kühlt er die herabsinkenden Fontotoffteilchen auf eine Temperatur gut unterhalb dog M.in±raalwert3 der Oberflächenklcbrigkeitsgrenze (232⁰C), bevor diese Teilchen ein^ Metalloberfläche berühren, und diese Wirkung wird dadurch verstärkt, daß daß aufwärtsströmende Gas den Fall dieser Teilchen verzögert und hierdurch eine längere Zeit und Berührung mit dem Gas zur Kühlung herbeiführt. Zweitens führt er zu einer im wesentlichen vollständigen oder zumindest weitgehenden Beseitigung der Wanderung von nicht-kondenalertem Dampf in die ßammelzone und der nachfolgenden Kondenoation von p-Carboxybenzaldehyd, anderen Verunreinigungen und Wasser auf den Produktfeststoffen in dieser Zone. Drittens neigt dieser Gasstrom dazu, bei Gegenstromberuhrung irgendwelches p-Oarboxybenzaldehyd auf der Oberfläche von festen Terephthalsäureteilchen zu desorbieren. Viertens verdünnt dieser Fluß den Gasstrom, der durch, die Filter geht, und

senkt hierdurch dessen Taupunkt und. erhöht dessen Lineargeschwindigkeit, und diese beiden Faktoren verringern die Möglichkeit einer Kondensation in den Auslaßleitungen.

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Die mittlere Temperatur der Wandoberfläche der unteren Seinmelzone wird "bei einer wesentlich tieferen mittleren Temperatur gehalten, ala die Wand oder die Wände der Scheidezono« Wenngleich der obere Teil der Wandung dieser Zone, der an die ßoheidezone angrenzt, bei einer etwas höheren Temperatur sein kann, wird der Hauptbereich, der Wandoberfläche der Sanmelzone, insbesondere der untere Teil dieser Oberfläche, bei Temperaturen unterhalb 232°C und vorzugsweise unterhalb 14-9⁰O gehalten.

Geeignete Bereiche für die Verfahrensveränderlichen des vorstehend beschriebenen Verfa) jene zum Sublimieren vcn Terephthalsäure umfassen einen Fördergasfluß zwischen etwa 125 tlnd 6240 oder mehr l/kg (2 - 100 BCF/lb) roher Terephthalsäure und dieser Wert beträgt im allgemeinen weniger als etwa 3120 l/kg (50 SCF). Solange eine zufriedenstellende Mitführung und Aufnahme des Tersphthalsäurepulvers in den Dampf erzielt werden, 1st es zweckmäßig-, das Volumen an Trägergasen so klein wie möglich zu halten, um die Heizkosten und die Größe der Torrichtung auf einen Geringstwert zu bringen. Die Dampftemperaturen am Auslaß des Yerdamplingsof ens liegen zweckmäßig im Bereich von 304· - 393°Ο· Das Asohefilter und (Jie^ttberführungsleitungen sind normalerweise gut isoliert oder beheizt; demgemäß wird die Einlaß-» temperatur des Dampfgemischs in den Kondensator bei etwa der gleichen Höhe gehalten. Der fraktionierte Kondensator

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kann bei statischen Drücken beispielsweise im Bereich von etwa O₁OV - 2,1 ata (1 - 30 pounds per square inch absolute; psia) oder mehr betrieben werden und Drücke zwischen etwa 0,85 und 1,27 ata (12 - 18 psia) werden normalerweise bevorzugt.

Zur Veranschaulichung geeigneter Temperaturen des suspendierte Terephthalsäurefeststoffe enthaltenden DampfStroms (bulk vapor stream) und der Wandtemperaturen in den verschiedenen Zonen des Kondensators sei angegeben, daß die mittlere Dampftemperatur in der Kondensationszone im Bereich von 277 - 316⁰C und vorzugsweise zwischen 288° und 304⁰O liegen kann, während die mittlere Wandtemperatur zwischen 299° und 371⁰O und vorzugsweise zwischen 324·° und 3^3°Ο gehalten wird. In anderer Weise ausgedrückt ist es also vorzuziehen, jeden Punkt der Wände der Kondensationszone bei einer Temperatur zu halten, die mindestens 5,5°C höher als der Taupunkt des gasförmigen Gemische ist, welches an diesen Punkt angrenzt. Allgemein liegt die mittlere Dampftemperatur in der Scheidezone zweckmäßig zwischen 221° und 293⁰C, wobei der Bereich von 249 - 282°0 in vielen Fällen bevorzugt wird, während die mittlere Wandtemperatur dieser Zone üblicherweise 232 - 293°0 und vorzugsweise 249 - 271°G beträgt. Die mittlere Dampftemperatur in der Sammelzone liegt unter 204⁰C und zweckmäßig unter 149⁰C, um die absinkenden Feststoffe auf eine Temperatur unter

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2?2°0 zu kühlen, bevor sie die Wandoberfläche berühren; diese kann bei einer Temperatur unter 232 0 und vorzugsweise unter 14-9⁰O gehalten werden.

Es können mannigfaltige Träger- oder Mitnahmemittel zur Förderung der Terephthalsäure z.u dem Kondensator benutzt werden, vorausgesetzt, daß das gewählte Material bei den auftretenden Temperaturen stabil ist, sich gegenüber der Terephthalsäure inert verhält und bei den in der ßcheidezone aufrechterhaltenen Temperaturen im Dampfzustand vorliegt. Beispielsweise ist Stickstoff für den Zweck geeignet und Kohlendioxyd ist noch besser, da es dazu neigt, die Decarboxylierung von Terephthalsäure bei hohen Temperaturen zu verhindern. Jedoch stellt Wasserdampf das bevorzugte Mittel dar, da er leicht zugänglich und billig ist· Auf jeden Fall ist die Anwesenheit von etwas Wasserdampf in dem Trägergas, z.B. mindestens 30 Vol.-#, wünschenswert, um eine Dehydratation der Terephthalsäure zu ihrem Anhydrid oder Polyanhydrid bei hoher Temperatur zu verhindern.

Das inerte anfängliche Kühlmedium oder die Medien, die zur Kühlung des Dampfes in der Kondensationszone durch direkten Wärmeaustausch verwendet werden, können in fester, flüssiger oder in gasförmiger Gestalt eingeführt werden. Geeignete feste Kühlmittel umfassen Materialien, die bei der Trennungstemperatur der Scheidezohe verdampft sind, sowie gereinigte in den Kondensator zurückgeführte

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Terephthalsäureteilchen. Derartige Materialien können durch Schraubenförderer eingeführt -werden, welche weiterhin dazu dienen, die Kondensationskammer abzudichten. Als Beispiele für flüssige Kühlmittel seien Wasser, Essigsäure und p-Xylol und als Beispiele für gasförmige Kühlmittel Stickstoff, Kohlendioxyd und Tieftemperaturwasserdampf genannt. Wasser wird wegen seiner geringen Kosten, wegen der Verhinderung einer Dehydratation der Terephthalsäure und wegen seiner hohen latenten Verdampfungswärme "bevorzugt; letztere ermöglicht die Anwendung einer kleinen Wassermenge zur Herbeiführung einer großen Kühlwirkung.

Als Rückblasegas zur Reinigung der Filter können beispielsweise Stickstoff, Kohlendioxyd oder Wasserdampf verwendet werden.

Bas weitere oder sekundäre Kühlmedium, das in die Sammelzone eingeführt wird, kann irgendein inertes gasförmiges Material oder ein Feststoff oder eine Flüssigkeit sein, die unter den in dieser Zone herrschenden Bedingungen in Gasform umgewandelt werden. Beispielsweise kann flüssiges Kohlendioxyd in diese Zone in Form von Schnee eingesprüht werden oder es können feste Kohlendioxydkörnchen (Trockeneis) durch einen Schraubenförderer

in die Sammelzone eingetragen werden. Wasserdampf tiefer Temperatur kann ebenfalls als Kühlmittel benutzt werden, jedoch muß dann ein nicht-kondensierbares Inertgas, z.B.

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Stickstoff oder Kohlendioxyd, in Nähe des Auslasses der Produktfeststoffe zugesetzt werden, um eine Wasserdampf-

kondensation an- diesem Punkt zu verhindern.

Wenngleich das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung von besonderem Interesse für die Reinigung von Terephthalsäure sind, sind viele andere Anwendungen und Ausführungsformen der Erfindung hei Betrachtung der beschriebenen Arbeitsmethode und Vorrichtung zur Reinigung dieses spezifischen Rohmaterials für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich. Die größtmöglichen Vorteile der Erfindung ergeben sich bei der Abtrennung echt sublir mierbarer fester Stoffe (d.h. von Materialien, die ohne zu schmelzen sowohl verdampfen als auch kondensieren) aus Gemischen, die andere verdampfbare Feststoffe enthalten, welche entweder tiefere Verfestigungetemperaturen oder eine größere Flüchtigkeit als der sublimierbare Feststoff haben. Jedoch kann das Verfahren gemäß der Erfindung auch für eine Fraktionierung von Gemischen benutzt werden, die ein Material enthalten, das zunächst als Flüssigkeit kondensiert, wenn Immer es möglich ist, das flüssige Kondensat in dem Zeitraum, in dem das Kondensat zu der Scheidezone absinkt, unter seinen Erstarrungspunkt zu kühlen. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung können bei der Reinigung verdampfbarer normalerweise fester

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Garbonsäuren, insbesondere von aromatischen und Polycarbonsäuren, wie Isophthalsäure und Terephthalsäure, Anwendung finden. Beispielsweise können Gemische aus Isophthalsäure und Terephthalsäure in eine Isophthalsäure-Dampfphase und ein festes Terephthalsäurekondensat getrennt werden. Es kann auch Dimethylterephthalat als das gewünschte Produkt in gasförmigerfPhase gewonnen werden, während Terephthalsäure in fester Phase bei der fraktionierten Kondensation eines Gemischs aus einer kleinen Menge der Säure mit dem Ester kondensiert wird.

Um die Merkmale der Erfindung weiter zu veranschaulichen, sind nachstehend Beispiele ausgedehnter Betriebsläufe von 16 bis 87 Stunden der kontinuierlichen Sublimation von verschiedenen TerephthalSäurebeschickungen (ΤΡΔ) zur Abtrennung von p-Carboxybenzaldehyd (PGB) aus der Terephthalsäure aufgeführt, welche in einer Anlage kleinen Maßstabs mit einem primären Kondensator von 30,5 cm (12 inch) Durchmesser und 351 cm (11,5 feet) Länge, der eine 214 cm (7 foot) lange Kondensationszone enthielt, durchgeführt wurden. Die aufgeführten Ergebnisse sind naturgemäß nicht völlig repräsentativ für die technische Betriebsdurchführung in großem Maßstab, und zwar wegen des größeren Wandeinflusses bei diesem engen Gefäß und der geringeren Trennleistung einer kleineren Vorrichtung, usw. Um eine genügende Kühlung in der

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Scheidezone sicherzustellen, sind beispielsweise die angewendeten Trenntemperaturen allgemein geringer, als die Optimaltemperaturen für Betriebsdurchführungen in großem Maßstab.

Alle Beschickungen dieser Beispiele stammen aus der Oxydation von p-Xylol und sind einer vorausgehenden Waschung mit Essigsäure unterworfen worden, ausgenommen die Beispiele 2, 6 und 7, bei denen einmal sublimierte Terephthaisäurebeschickungen verwendet wurden.

Die angegebene Wandtemperatur ist die mittlere ' Temperatur der Wände der Kondensationszone. In der Sammelzone liegen die Wandtemperaturen in Nähe des Kopfes typischerweise im Bereich von 160 - 177°ö und jene am Boden betragen 138 - 14-3⁰O. Die Gesamtverweilzeit der Terephthalsäure in der Kondensationszone und der Scheidezone beträgt zwischen 20 und 100 Sekunden. Wasser, wird in die Kondensationszone unter dem Druck einer geringen Menge Stickstoff als anfängliches Kühlmittel eingesprüht, ausgenommen das Beispiel 8, bei dem ein Gemisch aus Wasserdampf und Stickstoff eingesetzt wurde. Gasförmiges Kohlendioxyd wurde in Nähe des Bodens der Sammelzone als sekundäres Kühlgas eingeführt« Die mittlere Feststoffabtrenntemperatur wurde praktisch als Dampftemperatur in Nähe, des Kopfes der Filter gemessene

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Beispiel Nr.

Verdampferbetrieb
!UPI-Beschickung, kg/h (lb/hr) Fördergasgemisch,Mol Wasserdampf/Mol 0O Fördergasfluß, Mol/Mol TPA-BeSchickung mittl. Temperatur, ⁰C mittl. Druck, ata (psia)
mittl. Aufenthaltszeit, see.

Kondensationszone

Ä.tiü±mitteiriuß, Mol/Mol.TPA-Beschickung

mittl. Wandtemperatur, °0

Scheide zone

mittl. Feststoff ab trennt emperatur, C

1,27 (2,8)

1,0 35,4 356

0,88 (12,5)
5,1

5,1 339

274

_* mi-b-bl. Druck, ata (psia) 0,67 (9,5)

^ σθρ-Kühlmittelfluß, Mol/Mol TPA-Beschick. 1,9 -* Produktgewinnung, Gew.-?6 d. Beschickung 83,4 -* PCB-Verringerung, % 91,9

1,63 (3,6)

1,0
28,0
339

0,87 (12,4)
5,3

4,0
342

235

0,64 (9,1)

0,79
79,8
94,1

1,36 (3,0)

2,0 11,0 353

0,91 (12,9) 7,2

5,4 334-

256

0,85 (12,1)

0,95 86,9 85,8

1,32 (2,9)

1,0 14,9 375

1,27 (18,1) 6,8

9,7 338

239

1,10 (15,7) 0,98

89,9 82

Analysen

PUB, Gewichtsteile-je-Million Lösungsfärbung, nach APHA
5 % in Dimethylformamid
1 % in Schwefelsäure

Beschick. Prod. Beschick. .Prod. .Beschick. Prod. Beschick. Prod. "T5ÖDT5 1210 "37öT3 357 12OOÜ 17Oi? 12üüO 2200

60 60

30
60

30

25

60
60

25 25

60 50

* Verwendung eines Gemische von vorausgehend sublimierter Terephthalsäure als Beschickung

Beispiel Nr. 5 6* 7* 8

Verdampferbetrieb

EPA-Beschickung, kg/h (lb/hr) 1,32 (2,9) 1,14 (2,5) 1,14 (2,5) 1,59 (3,5)

Fördergasgemisch,Mol Wasserdampf/Mol GO₅ 1,1 1,0 0,44 0,93

Fördergasfluß, Mol/Mol TPA-Beschick. * 15,7 12,1 10,4 12,0

mittl. Temperatur, C 366 384 358 382

mittl. Druck, ata (psia) 1,29 (18,4) 0,80 (11,4) 0,59 (8,4) 1,40 (19,9)

mittl. Aufenthaltszeit, see. 8,3 7,7 6,0 8,7

Kondensationszone

Kühlmittelfluß, Mol/Mol TPA-BeSchickung 7,3 13,2 10,7 47,4**

mittl. Wandtemperatur, °C 329 . 330 332 · 343

r->Scheidezone

omittl. Feststoff ab trennt emperatur, C 257 252 254 254

cpSammelzone

-*mitti. Druck, ata (psia)

^Ce₂-Kühlmittelfluß, Mol/Mol TPA-Besch.

-*Produktgewinnung, Gew.-% d. Beschick.
-*PCB-Verringerung, %

Analysen

PGJ3, Gewichtsteile-je-Million

Lösungsfärbung, nach APHA

5 % in Dimethylformamid

1 % in Schwefelsäure

* Verwendung eines Getschs von vorausgehend sublimierter Terephthalsäure als Beschickung ^

** Verwendung eines Gemischs aus Wasserdampf und Stickstoff als anfängliches,Kühlmittel if]

1,17	(16,6)	0,69 (9,8)	15	0	,49 (6,9)	313	1,24	(17,6)
eh. 1	,27	1,48	10		1,48	20	1,
k. 82	,7	83,9		82,4	15	89,
85	,0	88,0		90,0	87,
Beschick.	Prod.	Beschick. Prod.	beschick. Prod.	,1	. Prod.
12000	1S5Ö	3000	3000	,6	2"34Ö
60	3o	25	25	»o	25
50.	35	40	40	beschick	30
		ΊβϋϋΟ
	100+
	50

Die Verringerung des p-Carboxybenzaldehydgehalts bildet ein gutes Maß für die Gesamtwirksamkeit "bei der Reinigung von Terephthalsäure, die durch partielle Oxydation von p-Xylol hergestellt worden ist, da dieser Aldehyd schwieriger zu entfernen ist, als die anderen flüchtigeren Verunreinigungen, wie p-Toluylsäure und Terephthalaldehyd (1,4—Benzoldicarbonal), die gewöhnlich anwesend sind.

Unter entsprechender Berücksichtigung der Beschränkungen einer Vorrichtung kleinen Maßstabs ist aus den vorstehenden Beispielen ersichtlich, daß die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung zu guten Ausbeuten oder Rückgewinnungen von hochgradig gereinigten Produkten aus Rohmaterialien, die unterschiedliche Mengen an Verunreinigungen enthalten, führt. Eine wesentliche Verbesserung bezüglich des wichtigen Merkmals der Lösungsfärbungen wird ebenfalls erzielt» Es sind im wesentlichen quantitative Ausbeuten erhältlich, wenn man die gasförmige Produktphase in einen Wasserwäscher leitet, in dem die Gesamtmenge der restlichen Terephthalsäure und andere organische Verbindungen kondensiert werden, und dieses Material dann zu dem partiellen Oxydationsprozeß zurückführt. Weiterhin ist es bei einer Anzahl der Beispiele bemerkenswert, daß die Hauptverunreinigung, d.h. p-Carboxybenzaldehyd, in der gasförmigen Phase bei Abtrenntemperaturen unterhalb ihres Schmelzpunkts von 249⁰C entfernt wird.

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Claims (10)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Heinigen einer verdampfbaren normalerweise festen Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) ein gasförmiges Gemisch aus einer verdampfbaren festen Substanz undbinem Material, das sich bei einer tieferen Temperatur als die Substanz verfestigt, in eine umschlossene Kondensationszone mit einer Begrenzungsfläche, die bei Temperaturen oberhalb des Taupunkts des angrenzenden gasförmigen Gemischs gehalten wird, einführt,

(b) das gasförmige Gemisch durch direkten Wärmeaustausch mit einem Kühlmedium kühlt und hierdurch feste Teilchen der Substanz ohne Berührung mit irgendeiner festen Oberfläche der Kondensationszone bildet,

(c) Feststoffteilchen in fester Form aus dem Material abtrennt, während sie in direktem Wärmeaustausch mit einem weiteren Kühlmittel in Gasform in einer umschlossenen Scheidezone stehen, von der mindestens ein überwiegender

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BAD ORIGINAL

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Bereich der Begrenzungsfläche bei Temperaturen über dem !Taupunkt des angrenzenden gasförmigen Gemische gehalten wird, und

(d) danach die festen Teilchen in einer umschlossenen Sammelzone sammelt, durch die das weitere Kühlmittel fließt, während mindestens ein überwiegender Bereich der Begrenzungsfläche der Sammelzone bei wesentlich tieferen Temperaturen als jenen der Begrensungsflache der Scheidezone gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch, das eine sublimierbare Substanz und das Material enthält, zur Bildung des gasförmigen Gemische verdampft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das weitexe Kühlmittel in einem genügenden Ausmaß in die Sammelzo&e einführt, daß der Eintritt des Materials in die Sammelzone auf einen Geringstwert gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Lineargeschwindigkeit des aufsteigenden weiteren Kühlmittels unter der mittleren Endabsetzgeschwindigkeit der festen Teilchen hält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man die festen Teilchen von der Kondensationszone durch die Scheidezone zu der

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Sammelzone fließen läßt, das Kühlmedium und das Material von der Kondensationezone zu der Scheide zone fließen läßt und dort in gasförmigem Zustand von den festen !Teilchen abtrennt, und das weitere Kühlmittel in gasförmigem Zustand von der Sammelzone zu der Scheidezone fließen läßt und dort von den festen Teilchen trennt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß man nicht-kondensiertes gasförmiges Material von der Scheidezone abzieht und im wesentlichen sofort auf eine Temperatur erhitzt, die mindestens 11⁰G höher ist als die Dampftemperatur zur Zeit der Abtrennung von den festen Teilchen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Trennung (c) durch Abziehen des Materials aus der Scheidezone durch einen porösen Körper bewirkt und ein gasförmiges Mittel intermittierend in entgegengesetzter Richtung durch den Körper in die Scheidezone leitet, um Ablagerungen der festen •Teilchen von der Oberfläche des porösen Körpers zu entfernen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7» dadurch gekennzeichnet, daß man die festen Teilchen aus der Sammelzone mit einem wesentlich verringerten Gehalt an dem Material abzieht und zur weiteren Reinigung der

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Substanz mindestens einmal resublimiert.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch einführt, das zu einem Hauptanteil eine aromatische Carbonsäure, insbesondere Terephthalsäure, und einen geringeren Anteil einer damit vereinigten Verunreinigung, insbesondere p-Carboxybenzaldehyd, enthält.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 9j gekennzeichnet durch einen senkrecht angeordneten Behälter (26) mit einer Kondensationszone (28), die mit einer Einlaßeinrichtung (24·) zur Einführung einer verdampften festen Susbtanz in Mischung mit einem bei einer tieferen Temperatur als die Substanz erstarrenden Material ausgestattet ist, eine Einrichtung (50, 52, 5^-) zur Einführung eines Kühlmediums in die Kondensationszone, Mittel (38), um die innere Wandoberfläche der Kondensationszone bei Temperaturen über dem Taupunkt des angrenzenden gasförmigen Gemischs zu halten, eine Scheidezone (30), die in dem Behälter senkrecht unter und in kommunizierender Verbindung mit der Kondensationszone angeordnet ist, eine Einrichtung in der Scheidezone zur Abtrennung fester Teilchen aus der gasförmigen Phase, Mittel (44), um die innere Wandoberfläche der Scheidezone bei Temperaturen über dem Taupunkt des angrenzenden gasförmigen Gemischs zu halten, eine Sammelzone(34-),

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die in dem Behälter senkrecht unter und in kommunizierender Verbindung mit der Scheidezone angeordnet ist, Einrichtungen (68 - 78), zur Einführung eines weiteren Kühlmittels in die Sammelzone, Mittel, um die innere Wandoberfläche der Sammelzone bei Temperaturen unter den an der inneren Wandoberfläche der Scheidezone herrschenden Temperaturen zu halten, und eine Einrichtung (82, 36, 84) zum Abziehen kondensierter fester Teilchen aus der Sammelzone·

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