生产芳香羧酸的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及在生产诸如对苯二甲酸的芳香羧酸的过程中回收热和洗涤来自氧化反应器的废气的系统和方法。本发明专利技术属于芳香羧酸生产的技术领域。在本发明专利技术的现有技术中，需要寻找替代方法来简化对苯二甲酸生产过程中回收热和洗涤来自氧化反应器的废气的系统，以及降低使用设备的资本支出。本发明专利技术包括用于生产对苯二甲酸的系统、用于处理对苯二甲酸的方法等。由于需要一定的系统和组件处理对苯二甲酸，本发明专利技术的优点在于它们减少了资本支出。例如，与一个系统相比，可除去一个蒸汽洗涤系统，而与另一个系统相比，可除去一个蒸汽压缩系统。本发明专利技术可用于生产对苯二甲酸。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是申请日为2010年12月15日，申请号为201080056879. 1，专利技术名称为"生 产芳香羧酸的系统和方法"的专利技术专利申请的分案申请。 专利
本专利技术涉及在生产芳香羧酸的过程中回收热和洗涤来自氧化反应器的废气的系 统和方法。 相关申请的交叉引用 本申请要求2009年12月16日提交的美国临时申请61/286957的优先权的权益。 专利技术背景 可采用两阶段工艺制备纯化的对苯二甲酸（PTA)。在第一阶段中，在氧化车间中，通 过采用均相催化剂在溶剂(例如乙酸和水）中将对二甲苯空气氧化来制备对苯二甲酸粗品 (CTA)。所述反应的温度的范围是约150-2KTC。所述氧化反应通常在一个、两个或三个串 联容器中进行，且对于每一个步骤可采用多个并联反应器。反应器容器通常是搅拌容器，其 中所述搅拌通过机械搅拌和被加入的空气的搅拌效果的组合得以实现。 所述制备工艺的第二阶段是通过在水溶液中的催化氢化对CTA进行纯化。通常， 将CTA在高压（70-90 barA)和高温（275-290°C )下溶解于水中，且经钯负载在碳上的催化 剂固定床进行氢化。在得到的溶液通过一系列的四至六个结晶设备时，所述溶液得到冷却， 在这里纯化的对苯二甲酸（PTA)结晶，而大部分杂质和副产物(例如对甲苯甲酸）保留在溶 液中。得到的浆料(在140-160°C)然后被供料至适当的连续固液分离设备，例如沉降式离 心机、旋转压力或真空过滤器等，在此所述PTA与纯化母液流分离，然后干燥。 图1举例说明了一种使对二甲苯反应来制备CTA粗品的方法，其中采用两个串联 的氧化反应器。初级氧化反应器包括对二甲苯、乙酸水溶液、催化剂和空气，且在反应温度 为约200°C、在16 barA操作所述初级氧化反应器。来自所述初级氧化反应器的浆料被传 送至二级氧化反应器，在这里所述浆料与空气在约187°C和12 barA反应，以将更多的反应 物转化为CTA。初级和二级氧化反应器各自具有分离的废气系统，以回收热以及洗涤蒸汽。 由于初级和二级氧化反应器各自在显著不同的温度和压力下操作，采用两个热回收和蒸汽 洗涤系统，这增加了资本支出。为了克服这种影响，可采用压缩机(未图示)提高来自二级氧 化热回收系统的废气的压力，以向单个蒸汽洗涤系统逆流进料，从而减少重复的组件，例如 所述二级氧化反应器废气蒸汽洗涤系统。然而，该方法需要该压缩机的资本支出。
技术实现思路
在工业中，需要开发另一种方法，其可简化所述系统以在生产对苯二甲酸的过程 中回收热和洗涤来自所述氧化反应器的废气，同时还降低对采用的设备的资本支出。 简要介绍的本专利技术的实施方式包括用于生产对苯二甲酸的系统、方法等。 其中一个示例性系统包括初级氧化反应器，其中在约12至18 barA的压力和约 180至210°C的温度下操作所述初级氧化反应器，其中所述初级氧化反应器与初级热回收 系统连通，其中所述初级热回收系统与蒸汽洗涤系统连通；和二级氧化反应器，其中在比 所述初级氧化反应器的压力低少于2bar的压力以及在比所述初级氧化反应器的温度低约 5-15Γ的温度下操作所述二级氧化反应器，其中在所述初级氧化反应器中产生的浆料被传 送至所述二级氧化反应器，其中所述二级氧化反应器与二级热回收系统连通，其中所述二 级热回收系统与所述蒸汽洗涤系统连通。 其中，一个用于生产对苯二甲酸的示例性方法包括：提供初级氧化反应器，其中 所述初级氧化反应器与初级热回收系统连通，其中所述初级热回收系统与蒸汽洗涤系统连 通；提供二级氧化反应器，其中所述二级氧化反应器与二级热回收系统连通，其中所述二级 热回收系统与所述蒸汽洗涤系统连通；将对二甲苯、乙酸、催化剂和空气引入到所述初级氧 化反应器中；在约12至18 barA的压力和约180至210°C的温度下操作所述初级氧化反应 器以产生第一浆料；将在所述初级氧化反应器中产生的所述第一浆料引入到所述二级氧化 反应器中；和在比所述初级氧化反应器的压力低少于2bar的压力以及在比所述初级氧化 反应器的温度低约5-15Γ的温度下操作所述二级氧化反应器，以产生第二浆料。 附图简述 参考以下附图可更好地理解本专利技术的多个方面。在所述附图中的组件不一定是按比例 绘制的。 图1图示了生产对苯二甲酸的工艺的一部分的示意图。 图2图示了生产对苯二甲酸的改进工艺的一部分的示意图。 专利技术详述 在更详细描述本专利技术之前，应了解的是本专利技术公开内容不限于描述的特定的实施方 式，因为这些可以（当然可以）变化。还应了解的是这里采用的术语仅是为了描述特定的实 施方式，且不旨在限制本专利技术，因为本专利技术的范围将仅由随附的权利要求书进行限定。 除非另有定义，本文所采用的所有技术术语和科学术语具有与本专利技术所属的技术 领域中的普通技术人员所通常理解的相同的含义。尽管与本文描述的方法和材料类似或相 当的任意的方法和材料可用于本公开内容的实施和测试，现在介绍优选的方法和材料。 除非另有指明，本公开内容的实施方式将采用属于本领域技术的化学、化学工程、 化学品回收等的技术。这些技术在文献中得到充分的说明。 为了向本领域普通技术人员提供如何实施所述方法和使用本文所公开且所要求 保护的组合物和化合物，公开了以下实施例。虽然已经尽力确保数值(例如量、温度等)的精 确性，但是应需要考虑一些误差和偏差。除非另有指明，份数为重量份数，温度以°(:表示，且 压力以barA表示。 必须指出的是，如说明书和随附的权利要求书中所应用的，除非上下文另外清楚 地指出，所述单数形式"一"、和"该"包括复数个所指对象。因此，例如提及"一载体"包括 多个载体。在本说明书中以及在随后的权利要求书中，除非存在明显的相反意图，将提及许 多将被定义具有以下含义的术语。 讨论 本公开内容的实施方式包括用于生产对苯二甲酸的系统、用于处理对苯二甲酸的方法 等。由于需要一定的系统和组件处理对苯二甲酸，而本公开内容的系统和方法的优点在于 它们减少了资本支出。例如，与一个系统相比，可除去一个蒸汽洗涤系统，而与另一个系统 相比，可除去一个蒸汽压缩系统。 总之，通过采用均相催化剂在乙酸水溶液溶剂中将对二甲苯空气氧化来制备对苯 二甲酸粗品（CTA)。在被供送至氧化反应器之前，氧化反应采用的空气包含与大气相比可富 集或贫化的分子氧。来自所述氧化反应器的所得的CTA浆料(包含有CTA、氧化催化剂、反应 中间体和副产物，包括颜料化合物）通常被供送至不止一个容器(通过被称为结晶设备)，以 降低工艺流的压力和温度。将CTA固体与氧化工艺母液分离，且任选去除所述氧化反应溶 剂将所述CTA固体进行干燥。所述CTA固体然后与水混合以形成CTA纯化供料流，接着在 纯化的对苯二甲酸（PTA)制备工艺的第二阶段中对所述CTA纯化。所述CTA纯化工艺/系 统可包括许多阶段，包括但不限于CTA再制浆阶段、浆料加热和CTA溶解阶段、催化氢化阶 段、结晶阶段、过滤阶段、溶剂回收阶段、干燥阶段、母液流处理阶段、母液固体处理阶段等。 图2图示了生产CTA的系统的一部分的实施方式。本公开内容的【具体实施方式】是 对现有工艺的改进。所述系统包括初级氧化反应器和二级氧化反应器。简言之，采用所述 初级氧化反应器和所述二级氧化反应器以通过氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：初级氧化反应器，其中在约12至18 barA的压力和约180至210℃的温度下操作所述初级氧化反应器，其中所述初级氧化反应器与初级热回收系统连通，其中所述初级热回收系统与蒸汽洗涤系统连通；和二级氧化反应器，其中在比所述初级氧化反应器的压力低少于2bar的压力以及在比所述初级氧化反应器的温度低约5‑15℃的温度下操作所述二级氧化反应器，其中在所述初级氧化反应器中产生的浆料被传送至所述二级氧化反应器，其中所述二级氧化反应器与二级热回收系统连通，其中所述二级热回收系统与所述蒸汽洗涤系统连通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：APJ林巴赫，RJ奥布赖恩，JA特纳，
申请(专利权)人：英威达技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH