用于芳族羧酸的过滤机制造技术

一种旋转过滤机，其包括：(i)外壳，该外壳包括第一洗涤区，最终洗涤区和一个或多个居间洗涤区，该第一洗涤区包括第一洗涤流体输入区，该最终洗涤区包括最终洗涤流体输入区，该居间洗涤区各自包括洗涤流体输入区；(ii)控制头，该控制头包括第一洗涤流体输出区、最终洗涤流体输出区和一个或多个居间洗涤流体输出区；和(iii)滤鼓，该滤鼓位于该外壳内并且可以绕其轴在该外壳内旋转；和(iv)以相对于滤鼓旋转方向逆流流动的方式将洗涤流体从洗涤输出区转移至在前的洗涤区的洗涤输入区的装置；其特征在于，旋转过滤机配置为使洗涤流体经由滤鼓从洗涤流体输入区(IZn)通至同一洗涤区(n)的洗涤流体输出区(OZn)，且另外通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区。

【技术实现步骤摘要】
用于芳族羧酸的过滤机
本专利技术涉及在芳族羧酸生产中使用的旋转过滤机的设计和操作上的改进。
技术介绍
旋转过滤机用于许多需要将固体从液体分离的化学过程中，如用于合成中间体的制造中，所述合成中间体例如适合于聚合材料及由其制成的产品的制造芳族羧酸如对苯二甲酸(TA)或间苯二甲酸(IPA)。旋转过滤机提供了允许在单个设备中进行多个工艺步骤的优点。具体地，旋转过滤机首先将浆料分成滤饼和滤液，之后对滤饼进行后续处理(例如洗涤、干燥)，并随后将其排出。所述后续步骤可以包括，例如，一阶段或多阶段滤饼洗涤、置换洗涤、逆流洗涤、封闭循环洗涤、重浆料化、溶剂交换、汽蒸、萃取、以及机械法或热法滤饼干燥。在液压式配置中，工艺步骤在过滤机内部分开的段室中进行，这允许使滤液和其他流体单独流出。旋转过滤机，如图1和图2所示，典型地包括可旋转的转鼓，其在转鼓的外表面具有一系列过滤小室。转鼓含有一系列将位于过滤小室底部的过滤布或膜连接至控制头的排液管道，所述控制头收集滤液和任何施用至存在于过滤小室外表面上的滤饼或固体产物的处理流体(例如洗涤流体)。排液管道也可以提供对过滤小室的气体反吹，以在排出步骤期间移走滤饼。转鼓可以在外壳中旋转，所述外壳环绕其圆周分成一系列区，在每个区中可以对滤饼施加一个过滤阶段，即，这些区在圆周上一个接着一个，使得当转鼓旋转时，过滤小室依次遇到每个区和每个处理阶段。在液压式配置中，在转鼓和外壳之间的环形空间在任一端以及各区之间是密封的。控制头负责单独排放每种滤液，并且由旋转芯和固定环构成，所述固定环分成一系列区，对应于外壳的那些区。控制头还负责任何用于排出滤饼和/或清洁滤布的反吹。在使用中，在第一阶段，通过在压力下将浆料进料至转鼓的外侧，将浆料施用至转鼓。在过滤阶段，将滤液经由排液管道从滤饼移除至控制头，并且可以将其返回制备浆料的制造过程、进行进一步处理或丢弃。当转鼓旋转时，滤饼从初始过滤阶段移动至处理阶段。这些处理阶段可以包括多个洗涤阶段。在多阶段逆流洗涤过程中，将洗涤流体进料，在与转鼓旋转方向的相反方向上通过过滤机；将来自在后的洗涤阶段(如由滤饼“看来”)的洗涤流体导向紧接在前的洗涤阶段。这是通过以下方式完成的：在一个洗涤阶段，使洗涤流体经由在外壳中的洗涤流体输入通过转鼓(经由过滤小室和排液管道)进入与该洗涤阶段相关的控制头中的洗涤流体输出，并随后将该洗涤流体导向在前的洗涤阶段的洗涤流体输入。可以将通至与第一洗涤阶段相关的控制头中的洗涤流体输出的洗涤流体从旋转过滤机中移除。因此在与“第一洗涤阶段”相关的区中的滤饼是最脏的(即，它含有最大浓度的一种或多种杂质)，而且，在与“最终洗涤阶段”相关的区中的滤饼是是最干净的(即，它含有最低浓度的一种或多种杂质)。类似地，供应至最终洗涤阶段的洗涤流体是最干净的，而且流出第一洗涤阶段的洗涤流体是最脏的。在旋转过滤机的作业的最终阶段，例如，通过排液管道反吹气体或液体，和/或通过机械刮削，将滤饼从转鼓移除。在上述的旋转过滤机的常规布置中，外壳和控制头中的区是“临时对准的”，即，当转鼓旋转时，各过滤小室的入口和出口(经由排液管道)从外壳中的一个输入区切换至下一个输入区，同时，在控制头中从一个输出区切换至下一个输出区。这是通过以下方式完成的：将在外壳中各区之间的分隔元件与在控制头中各区之间的分隔元件对准(尽管取决于排液管道的构造，它们相对于彼此可能有物理上的偏移)。然而，当过滤小室从一个阶段通向另一个阶段时，来自该阶段的洗涤流体(或滤液)被外壳中和控制头中各区之间的分隔元件限制在排液管道内。这导致了，来自第一洗涤阶段的比较脏的受限的洗涤流体转移到向该第一洗涤阶段供应洗涤流体的下一洗涤阶段的控制头中的洗涤流体输出中，即，逆流流动由于受限的洗涤流体而实质上被破坏。在逆流多阶段型洗涤作业中，在各过滤小室和控制头之间的滤液导管的相对容积对工艺性能有显著的影响，并且显著地影响为达到给定的洗涤性能所需的洗涤比(washratio)。尤其是，当滤液导管的相对容积增加时，进料至各阶段的实际洗涤比变得越来越大于在仅考虑滤饼中的液体体积情况下的名义洗涤比，并且对于越来越薄的滤饼，此效果剧增，因为滤液导管容积占洗涤比的越来越大的比例(见图10)。涉及造纸工业的美国专利7,897,014公开了一种假洗涤偏置，其使用用于纤维质浆的洗涤的移位的密封。在此设计中，滤液排出是通过在“布”下的通道到达转鼓端部的端口。在芳族羧酸工艺中，滤液通过将布下的空间连接到控制头的过滤机管道离开。在此参考文件中，没有公开洗涤滤液体积流可以作为移位的密封的结果而被减少的益处。在芳族羧酸工艺中滤液体积流的减少导致了过滤机面积和成本的减少。如本文所使用的术语“洗涤比”是由通过洗涤阶段的干燥固体的单位质量流量表达的到达洗涤阶段的洗涤液的质量流量。如本文所使用的术语“滤液导管容积”指的是在过滤机介质和控制头之间容纳的液体的体积，通常表达为每个过滤小室或小袋的平均容积。如本文所使用的术语“进水(wateringress)”是由干燥固体的单位质量流量表达的在最终洗涤阶段进料的水，在来自第一洗涤阶段的洗涤出口流体中离开过滤机，或在来自滤饼形成(过滤)阶段的母液中离开过滤机时的质量速率。本专利技术的一个目的在于提供旋转过滤机的设计和操作上的改进。本专利技术的另一个目的在于对旋转过滤机中的逆流多阶段洗涤作业提供改进。本专利技术的另一个目的在于降低在过滤小室和控制头之间的滤液导管的相对容积对旋转过滤机中洗涤比和洗涤性能的影响，尤其是在旋转过滤机中的逆流多阶段洗涤作业中。本专利技术的另一个目的在于减少或消除进料至洗涤阶段的较干净的洗涤流体被来自同一阶段的脏的洗涤流体污染。本专利技术第一方面和第二方面的
技术实现思路
在第一方面，本专利技术提供了一种在旋转过滤机中将液体从芳族羧酸材料分离的方法，所述方法包括第一洗涤阶段、最终洗涤阶段、和一个或多个居间洗涤阶段，其中(i)在所述第一洗涤阶段前，将所述液体和所述固体材料的混合物导入到所述旋转过滤机中的滤鼓的表面上，(ii)使所述滤鼓围绕它的轴在所述旋转过滤机内旋转，(iii)所述第一洗涤阶段的洗涤流体经由所述滤鼓从第一洗涤流体输入区通至第一洗涤流体输出区，(iv)所述最终洗涤阶段的洗涤流体经由所述滤鼓从最终洗涤流体输入区通至最终洗涤流体输出区，(v)所述一个或多个居间洗涤阶段中的每一个的洗涤流体经由所述滤鼓从该阶段的洗涤流体输入区通至该阶段的洗涤流体输出区，并且(vi)洗涤流体以相对于所述滤鼓的旋转方向逆流流动的方式，从一个洗涤阶段的洗涤流体输出区通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输入区；其特征在于，(vii)洗涤流体经由所述滤鼓从洗涤流体输入区(IZn)通至同一洗涤阶段(n)的洗涤流体输出区(OZn)，且另外通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输出区(优选通至紧接在前的洗涤阶段(n-1)的洗涤流体输出区(OZn-1))。因此，在本专利技术的第一方面的方法中，使来自洗涤阶段(n)的洗涤流体输出从洗涤流体输出区(OZn)直接通至紧接在前的洗涤阶段(n-1)的洗涤流体输入区(IZn-1)，且另外直接通至比紧接在前的洗涤区(n-1)更上游的洗涤阶段的洗涤流体输入区。优选地，使洗涤阶段(n)的洗涤流体输出直接通至紧接在前的洗涤区(n-1)的洗涤流体输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在旋转过滤机中将液体从芳族羧酸材料分离的方法，所述方法包括第一洗涤阶段、最终洗涤阶段、和一个或多个居间洗涤阶段，其中(i)在所述第一洗涤阶段前，将所述液体和所述固体材料的混合物导入到所述旋转过滤机中的滤鼓的表面上，(ii)使所述滤鼓围绕它的轴在所述旋转过滤机内旋转，(iii)所述第一洗涤阶段的洗涤流体经由所述滤鼓从第一洗涤流体输入区通至第一洗涤流体输出区，(iv)所述最终洗涤阶段的洗涤流体经由所述滤鼓从最终洗涤流体输入区通至最终洗涤流体输出区，(v)所述一个或多个居间洗涤阶段中的每一个的洗涤流体经由所述滤鼓从该阶段的洗涤流体输入区通至该阶段的洗涤流体输出区，并且(vi)洗涤流体以相对于所述滤鼓的旋转方向逆流流动的方式，从一个洗涤阶段的洗涤流体输出区通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输入区；其特征在于，洗涤流体经由所述滤鼓从洗涤流体输入区(IZn)通至同一洗涤阶段(n)的洗涤流体输出区(OZn)，且另外通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输出区。

【技术特征摘要】
2014.06.13 GB 1410610.8;2014.04.24 CN 2014101662101.一种旋转过滤机，所述旋转过滤机包括：(i)外壳，所述外壳包括第一洗涤区，最终洗涤区和一个或多个居间洗涤区，所述第一洗涤区包括第一洗涤流体输入区，所述最终洗涤区包括最终洗涤流体输入区，所述居间洗涤区各自包括洗涤流体输入区；(ii)控制头，所述控制头包括第一洗涤流体输出区、最终洗涤流体输出区和一个或多个居间洗涤流体输出区；和(iii)滤鼓，所述滤鼓位于所述外壳内并且可以绕其轴在所述外壳内旋转；和(iv)相对于所述滤鼓旋转方向以逆流流动的方式将洗涤流体从洗涤输出区转移至在前的洗涤区的洗涤输入区的装置；其特征在于，所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由所述滤鼓从洗涤流体输入区IZn通至同一洗涤区n的洗涤流体输出区OZn，且另外通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区。2.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出从洗涤流体输出区OZn直接通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输入区IZn-1，且另外直接通至比紧接在前的洗涤区n-1更上游的洗涤区的洗涤流体输入区。3.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区并且不进料至洗涤流体输出区OZn，并且使来自洗涤区n的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区OZn。4.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区，在那里使它直接通至比紧接在前的洗涤区n-1更上游的洗涤区的洗涤流体输入区。5.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由滤鼓从洗涤流体输入区IZn通至同一洗涤区n的洗涤流体输出区OZn，且另外通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输出区OZn-1。6.根据权利要求5所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出从洗涤流体输出区OZn直接通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输入区IZn-1，且另外直接通至洗涤区n-2的洗涤流体输入区IZn-2。7.根据权利要求5所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至洗涤流体输出区OZn-1并且不进料至洗涤流体输出区OZn，并且使来自洗涤区n的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区OZn。8.根据权利要求5所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至洗涤流体输出区OZn-1，在那里使它直接通至洗涤区n-2的洗涤流体输入区IZn-2。9.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机用于过滤芳族羧酸材料。10.根据权利要求1所述的旋转过滤机，所述旋转过滤机包括三个、四个或五个洗涤区。11.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中，(i)所述旋转过滤机的外壳包括浆料输入区；并且(ii)所述旋转过滤机的控制头包括滤液输出区，其中，所述旋转过滤机配置为使流体经由所述滤鼓从所述浆料输入区通至所述滤液输出区。12.根据权利要求11所述的旋转过滤机，其中，所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由所述滤鼓从所述第一洗涤流体输入区通至所述滤液输出区。13.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机的外壳包括滤饼排出区。14.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中(i)所述旋转过滤机的外壳包括干燥气体输入区；并且(ii)所述旋转过滤机的控制头包括干燥气体输出区，其中所述旋转过滤机配置为使干燥气体经由所述滤鼓从所述干燥气体输入区通至所述干燥气体输出区。15.根据权利要求14所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机配置为使干燥气体经由所述滤鼓从所述干燥气体输入区通至洗涤流体输出区。16.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中(i)所述旋转过滤机的滤鼓包括与所述控制头流体连通的流体出口，(ii)所述旋转过滤机的控制头中，两个相邻的洗涤流体输出区被控制头分隔元件隔开。17.根据权利要求16所述的旋转过滤机，其中当所述滤鼓旋转时，在所述滤鼓的旋转方向上，与所述流体出口连通的所述控制头分隔元件的部分比所述流体出口窄。18.根据权利要求16所述的旋转过滤机，其中所述控制头分隔元件具有“C”形或“I”形截面。19.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中在所述外壳中的一个或多个输入区对在所述控制头中一个或多个相应输出区以偏置角θn偏置，所述偏置角是输入区n和输出区n相对于彼此偏置的度数。20.根据权利要求9所述的旋转过滤机，其中所述芳族羧酸是对苯二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·彼得·约翰·林巴赫，保罗·迪安，罗伯特·休斯，
申请(专利权)人：因温斯特技术公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH