在制造純化的芳族羧酸中的高壓冷凝液生成的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制造純化的芳族羧酸的方法，所述方法包括：從供應給鍋爐的鍋爐給水產(chǎn)生高壓蒸汽；利用所述高壓蒸汽加熱粗芳族羧酸，由此所述高壓蒸汽冷凝形成高壓冷凝液；和純化所述粗芳族羧酸以形成純化的芳族羧酸。所述鍋爐給水包括所述高壓冷凝液的至少一部分和來自至少一個其他來源的補充鍋爐給水。
【專利說明】
在制造純化的芳族羧酸中的高壓冷凝液生成
[0001 ] 相關(guān)申請的交互參考
[0002] 本申請要求2013年12月31日提交的美國臨時申請No. 61 /922，234的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本教導內(nèi)容涉及純化的芳族羧酸的制造方法，并特別是，在純化之前利用高壓蒸 汽預熱粗芳族羧酸的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 對苯二甲酸(TA)和其他芳族羧酸可以用于制造聚酯（例如，借助它們與乙二醇和/ 或更高級烷撐二醇的反應）。聚酯又可以用來制作纖維、膜、容器、瓶子、其他包裝材料、模制 品等。
[0005] 在商業(yè)實踐中，芳族羧酸通過甲基取代苯和萘原料在水性乙酸溶劑中進行液相氧 化而制造。所述甲基取代基的位置對應于芳族羧酸產(chǎn)物中羧基的位置?？諝饣蚱渌踉?例 如，通常為氣態(tài))在例如溴助催的含鈷和錳的催化劑存在下用作氧化劑。所述氧化是放熱的 并且產(chǎn)生與副產(chǎn)物一起的芳族羧酸，所述副產(chǎn)物包括所述芳族原料的部分或中間氧化產(chǎn) 物、和乙酸反應產(chǎn)物(例如甲醇、乙酸甲酯和甲基溴）。水也作為副產(chǎn)物產(chǎn)生。
[0006] 對于制造要用于重要的應用（例如纖維和瓶子）的聚酯而言，純形式的芳族羧酸往 往是理想的。所述酸中的雜質(zhì)（例如從芳族原料的氧化產(chǎn)生的副產(chǎn)物以及一般而言的各種 羰基取代的芳族物質(zhì))被認為引起或涉及由所述酸制造的聚酯中顏色形成并進而導致在聚 酯轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品中的變色。通過在一種或多種逐漸降低的溫度和氧水平下進一步氧化來自如 上所述的液相氧化的粗產(chǎn)物，可以制造雜質(zhì)水平減少的芳族羧酸。另外，在結(jié)晶和轉(zhuǎn)化成目 標酸產(chǎn)物期間，可以回收部分氧化產(chǎn)物。
[0007] 雜質(zhì)量減少的純形式的對苯二甲酸和其他芳族羧酸一例如，純化的對苯二甲酸 (PTA)-通過在溶液中在升高的溫度和壓力下利用貴金屬催化劑催化氫化較不純形式的所 述酸或所謂的中等純度產(chǎn)物來制造。較不純形式的所述酸可以包括含有來自所述芳族原料 液相氧化的芳族羧酸和副產(chǎn)物的粗產(chǎn)物。在商業(yè)實踐中，烷基芳族進料液相氧化成粗芳族 羧酸、以及所述粗產(chǎn)物的純化經(jīng)常在連續(xù)的一體化方法中進行，其中來自液相氧化的粗產(chǎn) 物用作純化的起始材料。
[0008] 粗芳族羧酸的純化已通過氫化實現(xiàn)。粗芳族羧酸在進給到氫化反應器之前通常被 預熱，其典型在約260°C至約290°C的溫度下運行。其中實現(xiàn)這樣的預熱的一種方式是通過 用高壓蒸汽間接熱交換。所述高壓蒸汽在熱交換期間冷凝，所產(chǎn)生的冷凝液然后降壓，形成 可以用于其他方法步驟的低壓冷凝液和低壓蒸汽。所述壓力降低允許通過將所述通過減壓 產(chǎn)生的低壓蒸汽進給到凝汽式渦輪機或其他功率回收裝置來回收大量的功率。
[0009] 盡管有這種能量產(chǎn)生，但與產(chǎn)生所述高壓蒸汽相關(guān)的燃料成本成為制造所述純化 的芳族羧酸的方法的總可變成本的原因之一。一直希望通過更有效的能量管理策略來減少 這樣的可變成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的范圍只由權(quán)利要求限定，并且不以任何程度受在本概要內(nèi)陳述的影響。
[0011] 作為介紹，根據(jù)本教導內(nèi)容的純化芳族羧酸制造方法包括:從供應給鍋爐的鍋爐 給水產(chǎn)生高壓蒸汽;利用所述高壓蒸汽加熱含有粗芳族羧酸的漿液，由此所述高壓蒸汽冷 凝形成高壓冷凝液;和純化所述粗芳族羧酸的溶液以形成純化的芳族羧酸。所述鍋爐給水 包含所述高壓冷凝液的至少一部分。
[0012] 鑒于后面的描述，本發(fā)明的其他方面將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0013] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，制造純化形式的芳族羧酸的方法流程圖。
[0014] 圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二種實施方式，制造純化形式的芳族羧酸的方法流程 圖。
【具體實施方式】
[0015] 作為一般介紹，本發(fā)明涉及在純化之前中在粗芳族羧酸的預熱中利用有效熱交換 構(gòu)造的制造純化的芳族羧酸的方法。在純化粗芳族羧酸之前，利用高壓蒸汽在預熱區(qū)內(nèi)加 熱所述粗芳族羧酸。在所述預熱區(qū)中由所述高壓蒸汽冷凝產(chǎn)生的高壓冷凝液的至少一部分 可以再循環(huán)，以提供產(chǎn)生所述高壓蒸汽的鍋爐給水的至少一部分。所述方法避免了降低所 述高壓冷凝液的壓力，導致與現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比的燃料節(jié)約和總能量成本減少。所述方法 還避免了在某些現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中需要的用于在各種較低壓蒸汽水平下產(chǎn)生蒸汽的冷凝液 閃蒸鼓的資本支出。
[0016] 根據(jù)本教導內(nèi)容的制造純化芳族羧酸的第一種方法包括:從供應給鍋爐的鍋爐給 水產(chǎn)生高壓蒸汽;利用所述高壓蒸汽加熱含有粗芳族羧酸的漿液，由此所述高壓蒸汽冷凝 形成高壓冷凝液;和純化所述粗芳族羧酸的溶液以形成純化的芳族羧酸。所述鍋爐給水包 含所述高壓冷凝液的至少一部分。
[0017] 在一些實施方式中，所述鍋爐給水還包括來自其他來源的補充鍋爐給水，例如已 經(jīng)利用低壓蒸汽除氣的水。在一些實施方式中，所述高壓冷凝液和所述補充鍋爐給水在所 述鍋爐給水輸送到所述鍋爐之前合并。在其他實施方式中，所述高壓冷凝液和所述補充鍋 爐給水在所述鍋爐中、例如在所述鍋爐的蒸汽鼓中原地合并。在一些實施方式中，在它們合 并之前，所述補充鍋爐給水比所述高壓冷凝液的溫度低。在一些實施方式中，所述高壓冷凝 液具有約250°C和約305°C之間的溫度，其在約80bar(g)和約120bar(g)之間的壓力下被輸 送到所述鍋爐。在一些實施方式中，所述補充鍋爐給水具有約l〇〇°C和約150°C之間的溫度， 其在約80bar (g)和約120bar (g)之間的壓力下被輸送到所述鍋爐。
[0018] 在一些實施方式中，所述鍋爐包含氣/氣空氣預熱器，并且所述高壓冷凝液和所述 補充鍋爐給水在所述鍋爐給水輸送到所述鍋爐的蒸汽鼓之前合并。在其他實施方式中，所 述鍋爐包含節(jié)熱器，所述高壓冷凝液的部分被輸送到所述鍋爐的蒸汽鼓，而補充鍋爐給水 在進入蒸汽鼓之前被輸送給所述節(jié)熱器。
[0019] 在一些實施方式中，根據(jù)本教導內(nèi)容制造純化的芳族羧酸的方法還包括下列的一 項或多項：（a)所述高壓冷凝液的第二部分傳輸?shù)浇Y(jié)晶區(qū)用作結(jié)晶器沖洗液；（b)將來自與 所述鍋爐流體連通的鍋爐煙囪的煙氣傳輸經(jīng)過一個或多個氣/氣空氣預熱器例如聚合LUVO 氣/氣空氣預熱器;和/或(c)將來自與所述鍋爐流體連通的鍋爐煙囪的煙氣依次輸送過下 游碳鋼氣/氣空氣預熱器和更下游的聚合LUVO氣/氣空氣預熱器。在一些實施方式中，進入 所述碳鋼氣/氣空氣預熱器的所述煙氣的溫度是至少約175°C，并且離開所述聚合LUVO氣/ 氣空氣預熱器的所述煙氣的溫度低于約ll〇°C。
[0020] 在一些實施方式中，被再循環(huán)到所述鍋爐給水的所述高壓冷凝液的部分占由所述 高壓蒸汽形成的高壓冷凝液的約65%和約97%之間。在一些實施方式中，占所述高壓冷凝 液的約3%和約35%之間的第二部分所述高壓冷凝液被傳輸?shù)狡渌椒ú襟E，例如傳輸?shù)?結(jié)晶區(qū)。
[0021] 根據(jù)本教導內(nèi)容的制造純化芳族羧酸的第二種方法包括:將反應區(qū)內(nèi)的被取代的 芳烴氧化以形成粗芳族羧酸;從供應的鍋爐給水產(chǎn)生高壓蒸汽;和利用至少一部分所述高 壓蒸汽在加熱區(qū)內(nèi)加熱所述粗芳族羧酸，由此所述高壓蒸汽冷凝形成高壓冷凝液。所述鍋 爐給水包含所述高壓冷凝液的至少一部分，并且在一些實施方式中，補充鍋爐給水來自至 少一個其他來源。在一些實施方式中，被再循環(huán)到所述鍋爐的所述高壓冷凝液的部分占由 所述高壓蒸汽形成的高壓冷凝液的約65%和約97%之間。
[0022] 根據(jù)本教導內(nèi)容的制造純化芳族羧酸的第三種方法包括:將在反應區(qū)內(nèi)的被取代 的芳烴氧化以形成粗芳族羧酸;從供應給鍋爐的鍋爐給水產(chǎn)生高壓蒸汽;利用至少一部分 所述高壓蒸汽在加熱區(qū)內(nèi)加熱所述粗芳族羧酸，由此所述高壓蒸汽冷凝形成高壓冷凝液； 和將來自與所述鍋爐流體連通的鍋爐煙囪的煙氣傳輸經(jīng)過一個或多個下游氣/氣空氣預熱 器。合適的預熱器包括碳鋼氣/氣空氣預熱器、耐腐蝕的聚合物luftvorwjirmer(LUVO)氣/氣 空氣預熱器、及其組合。所述鍋爐給水包含所述高壓冷凝液的至少一部分，并且在一些實施 方式中，還包含來自至少一個其他來源的補充鍋爐給水。
[0023] 現(xiàn)在將參考附圖來描述根據(jù)本教導內(nèi)容的上述制造純化形式芳族羧酸的方法的 其他特征。
[0024] 從被取代的芳烴制造純化芳族羧酸的方法，以及回收能量和純化廢物流的輔助方 法，在本領(lǐng)域中通常是已知的并在例如美國專利Nos.5,723,656、6，137,001、7,935,844、7， 935,845和8,173,834中更充分地描述。圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明制造純化形式的芳族羧酸的 簡化方法流程圖。在圖1中表現(xiàn)的方法中使用的液態(tài)和氣態(tài)流可以通過由例如適合于方法 應用和安全性的材料構(gòu)造的合適的傳輸管線、管道和管子引導和傳輸。應理解，具體的元件 可以是實體上并置的，并且在適當?shù)那闆r下可以具有柔性區(qū)域、剛性區(qū)域或二者的組合。在 流或化合物引導中，可以包括介入的設備和/或任選的處理。例如，可以存在栗、閥、歧管、氣 體和液體流量計和分配器、取樣和傳感裝置、以及其他設備(例如，用于監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和/ 或轉(zhuǎn)向壓力、流量和其他操作參數(shù)）。
[0025] 在代表性實施方式、例如可以如圖1中所示實行的實施方式中，包含例如至少約99 重量％的被取代的芳烴進料、單羧酸溶劑、氧化催化劑、助催化劑和空氣的液體進料通過入 口、例如入口 112連續(xù)負載到氧化反應容器110中。在一些實施方式中，容器110是壓力額定 的連續(xù)攪拌釜式反應器。
[0026]在一些實施方式中，攪拌可以通過攪拌器120的旋轉(zhuǎn)提供，所述攪拌器的軸由外部 電源(未顯示)驅(qū)動。安裝在所述軸上并位于所述液體內(nèi)的葉輪被構(gòu)造成提供混合液體和在 所述液體內(nèi)分散氣體的力，從而避免在所述液體的下部區(qū)域中發(fā)生固體沉降。
[0027] 合適的用于氧化的芳族進料通常包含在一個或多個位置、通常對應于要制備的芳 族羧酸的羧酸基團的位置被至少一個可氧化成羧酸基團的基團取代的芳烴。所述可氧化的 取代基可以是烷基，例如甲基、乙基或異丙基，或者是已經(jīng)含有氧的基團，例如羥烷基、甲酰 基或酮基基團。所述取代基可以是相同或不同的。原料化合物的芳族部分可以是苯核，或者 它可以是雙環(huán)或多環(huán)，例如萘核?？梢詥为毣蚪M合使用的有用的進給化合物的實例包括，甲 苯、乙苯和其他烷基取代苯、鄰二甲苯、對二甲苯、間二甲苯、甲苯甲醛、甲苯甲酸、烷基苯甲 醇、1-甲?；?4-甲基苯、1-羥甲基-4-甲基苯、甲基苯乙酮、1，2,4_三甲基苯、1-甲?；?2， 4-二甲基苯、1，2,4,5_四甲基苯、被烷基-、甲酰基-、酰基-和羥甲基-取代的萘例如2,6_二 甲基萘、2,6_二乙基萘、2，7_二甲基萘、2，7_二乙基萘、2-甲?；?6-甲基萘、2-乙酰?；?6- 甲基萘、2-甲基-6-乙基萘，以及前述化合物的部分氧化衍生物。
[0028] 對于通過氧化相應的被取代芳烴前體來制造芳族羧酸、例如從單取代苯制造苯甲 酸、從對二取代苯制造對苯二甲酸、從鄰二取代苯制造鄰苯二甲酸和分別從2，6-和2，7-二 取代萘制造2，6或2，7-萘二羧酸而言，優(yōu)選使用比較純的進料，并更優(yōu)選其中所述對應于目 標酸的前體的含量是至少約95重量％，并更優(yōu)選至少98重量％或甚至更高的進料。在一種 實施方式中，用于制造對苯二甲酸的所述芳烴進料包含對二甲苯。
[0029] 用于所述芳族進料在所述液相氧化步驟中液相反應成芳族羧酸產(chǎn)物的溶劑包含 低分子量單羧酸，其優(yōu)選是&-C8單羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸并且苯甲酸。
[0030] 用于所述液體氧化的催化劑包含有效催化所述芳族進料氧化成芳族羧酸的材料。 優(yōu)選的催化劑在所述用于氧化的液相反應混合物中是可溶的，因為可溶性催化劑促進催化 劑、氧氣和液體進料之間的接觸;然而，也可以使用多相催化劑或催化劑組分。典型地，所述 催化劑包含至少一種重金屬組分。合適的重金屬的實例包括鈷、錳、釩、鉬;鉻、鐵、鎳、鋯、 鈰、或鑭系元素金屬例如鉿。這些金屬的適當?shù)男问桨?，例如，乙酸鹽、氫氧化物和碳酸 鹽。優(yōu)選的催化劑包含鈷、錳、其組合以及與一種或多種其他金屬并特別是鉿、鈰和鋯的組 合。
[0031] 在優(yōu)選實施方式中，液相氧化的催化劑組合物也包含助催化劑，其促進所述催化 劑金屬的氧化活性，優(yōu)選不產(chǎn)生不想要的副產(chǎn)物類型或水平。在所述用于氧化的液態(tài)反應 混合物中可溶的助催化劑優(yōu)選促進催化劑、助催化劑和反應物之間的接觸。鹵素化合物普 遍用作助催化劑，例如鹵化氫、鹵化鈉、鹵化鉀、鹵化銨、鹵素取代的烴、鹵素取代的羧酸、和 其他鹵代化合物。優(yōu)選的助催化劑包含至少一種溴源。合適的溴源包括溴蒽、Br2、HBr、 NaBr、KBr、NH4Br、芐基溴、溴乙酸、二溴乙酸、四溴乙烷、二溴乙烷、溴乙酰溴及其組合。其他 合適的助催化劑包括醛和酮例如乙醛和甲基乙基酮。
[0032] 所述氧化步驟的液相反應的反應物還包括包含分子氧的氣體?？諝獗环奖愕赜米?氧氣源。富氧空氣、純氧和包含通常至少約10體積％水平的分子氧的其他氣態(tài)混合物也是 可用的。
[0033] 所述被取代的芳烴在反應器110中氧化，形成粗芳族羧酸和副產(chǎn)物。在一種實施方 式中，例如，對二甲苯被轉(zhuǎn)化成對苯二甲酸和除對苯二甲酸之外可以形成的副產(chǎn)物，所述副 產(chǎn)物包括部分和中間氧化產(chǎn)物(例如，4-羧基苯甲醛、1，4-羥甲基苯甲酸、對甲苯酸、苯甲酸 等，及其組合）。因為所述氧化反應是放熱的，由所述反應產(chǎn)生的熱可以引起所述液相反應 混合物沸騰并形成塔頂蒸氣相，后者包含來自所述氧化反應的汽化乙酸、水蒸氣和氣態(tài)副 產(chǎn)物、來自負載給所述反應的空氣的氧化碳、氮氣、以及未反應的氧氣等。
[0034] 所述塔頂蒸氣從反應器110通過排氣口 116除去并在流111中送往分離區(qū)，分離區(qū) 在所顯示的實施方式中是高壓蒸餾塔330。所述分離區(qū)被構(gòu)造成將水與所述溶劑單羧酸分 離并將富溶劑液相經(jīng)由管線331返回到所述反應器。富水氣相經(jīng)由管線334從所述分離區(qū)除 去并進一步加工，例如，通過由膨脹器回收能量、通過冷凝來自所述氣體流的水以用作所述 塔的回流或用于純化區(qū)或所述方法的其他部分、和通過廢氣處理?；亓?未顯示）返回到塔 330。對于塔330的塔頂氣體流的進一步加工和回流選項的實例在美國專利Nos. 5,723,656、 6，137，001、7，935，844、7，935，845和8，173，834中更充分地描述。包含在所述液相反應混合 物中漿化的固體粗芳族羧酸產(chǎn)物的液態(tài)流出物通過漿液出口 114從反應容器110除去，并在 流115中引導到結(jié)晶區(qū)以供回收固體產(chǎn)物。
[0035] 在圖1中示出的本發(fā)明實施方式中，所述結(jié)晶區(qū)包括多個串聯(lián)和流動連通的攪拌 結(jié)晶容器152和156，以將產(chǎn)物漿液從容器152傳輸?shù)饺萜?56。在所述結(jié)晶容器中冷卻是通 過放壓實現(xiàn)的，在容器152中冷卻的所述漿液達到約150-190 °C范圍內(nèi)的溫度，然后在容器 156中進一步達到約110-150 °C。一個或多個所述結(jié)晶容器分別排放由壓力降低產(chǎn)生的蒸氣 和從所述閃蒸氣產(chǎn)生的水蒸氣，如在154和158處，以迀移到熱交換機構(gòu)(未顯不）。從一個或 多個上游結(jié)晶容器例如容器152迀移到熱交換機構(gòu)的蒸氣優(yōu)選被冷凝，并且包含水、乙酸溶 劑以及所述氧化的可溶性產(chǎn)物和副產(chǎn)物的冷凝液可以引導到一個或多個下游結(jié)晶容器，如 156處，以允許回收進入來自一個或多個上游容器的閃蒸氣并從所述閃蒸氣冷凝的可結(jié)晶 組分，例如粗芳族羧酸和氧化副產(chǎn)物。
[0036] 結(jié)晶容器156與固液分離裝置190流體連通，所述固液分離裝置適合于從所述結(jié)晶 容器接收固體產(chǎn)物漿液，所述固體產(chǎn)物漿液在來自所述氧化的含有單羧酸溶劑和水的母液 中包含所述粗芳族羧酸和氧化副產(chǎn)物，并將包含對苯二甲酸和副產(chǎn)物的粗固體產(chǎn)物與所述 液體分離。分離裝置190是離心機、旋轉(zhuǎn)真空過濾器或壓濾器。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中， 所述分離裝置是適合于用含水洗滌液在壓力下正排代濾餅中的母液來進行溶劑交換的壓 濾器。從所述分離產(chǎn)生的氧化母液在流191中離開分離裝置190,傳輸?shù)侥敢汗?92。所述母 液的大部分從鼓192傳輸?shù)窖趸磻?10,以將溶解在或作為微細固體粒子存在于所述母 液中的乙酸、水、催化劑和氧化反應副產(chǎn)物返回到所述液相氧化反應。粗固體產(chǎn)物和包含所 述原料的氧化副產(chǎn)物的雜質(zhì)在有或沒有中間干燥和儲存的情況下在流197中從分離裝置 190傳送到純化溶液補充容器202。所述粗固體產(chǎn)物在補充容器202中在純化反應溶劑中漿 化，所述純化反應溶劑的全部或至少一部分、并優(yōu)選約60重量％至約100重量％由從反應器 110迀移到塔330的蒸氣相中的水和乙酸分離而來的第二液相和所述氧化的副產(chǎn)物構(gòu)成。如 果使用的話，補充溶劑，例如新鮮的去礦質(zhì)水或合適的再循環(huán)流，例如在如下所述的純化對 苯二甲酸產(chǎn)物的結(jié)晶中由壓力降低產(chǎn)生的蒸氣冷凝的液體，可以從容器204引導到補充罐 202。所述補充罐中的漿液溫度優(yōu)選是約80至約100°C。
[0037] 粗芳族羧酸產(chǎn)物通過在補充罐202中加熱、例如被加熱到約260至約290°C和通過 在它被傳輸?shù)郊兓磻?10時經(jīng)過包含一個或多個熱交換器的加熱區(qū)而溶解，形成純化 反應溶液。在反應器210中，所述純化反應溶液在氫化催化劑存在下在優(yōu)選從約85至約 95bar(g)的壓力下與氫氣接觸。
[0038] 適合用于純化氫化反應中的催化劑包含對于不純芳族羧酸產(chǎn)物中雜質(zhì)的氫化具 有催化活性的一種或多種金屬，所述雜質(zhì)例如氧化中間體和副產(chǎn)物和/或芳族羰基物質(zhì)。所 述催化劑金屬優(yōu)選負載或擔載不溶于水并且在純化方法條件下不與芳族羧酸起反應的載 體材料上。合適的催化劑金屬是元素周期表(IUPAC版本)的VIII族金屬，包括鈀、鉑、銠、鋨、 釕、銥及其組合。鈀或包括鈀的這類金屬的組合是最優(yōu)選的。具有數(shù)百或數(shù)千m2/g表面積的 表面積以及足夠的強度和耐磨耗性以在操作條件下延長使用的碳和炭是優(yōu)選的載體。金屬 負載量不是關(guān)鍵的，但是基于所述載體和催化劑金屬的總重量，實際優(yōu)選的負載量是約0.1 重量％至約5重量％。用于轉(zhuǎn)化在不純芳族羧酸產(chǎn)物中存在的雜質(zhì)的優(yōu)選催化劑含有約0.1 至約3重量％并更優(yōu)選約0.2至約1重量％的氫化金屬。在一種【具體實施方式】中，所述金屬包 含鈀。
[0039] 所述純化液態(tài)反應混合物的一部分在流211中連續(xù)地從氫化反應器210迀移到結(jié) 晶容器220,在其中純化的芳族羧酸產(chǎn)物和水平降低的雜質(zhì)通過對所述液體減壓而從所述 反應混合物結(jié)晶。所產(chǎn)生的在容器220中形成的純化芳族羧酸和液體的漿液在流管線221中 被引導到固液分離設備230。在所述結(jié)晶中由壓力降低而產(chǎn)生的蒸氣可以通過通往熱交換 器(未顯示)進行冷卻來冷凝，并且所產(chǎn)生的冷凝液通過合適的傳輸管線(未顯示)再引導到 所述過程，例如作為再循環(huán)去往純化進料補充罐202。純化的芳族羧酸產(chǎn)物在流231中離開 固液分離裝置230。所述固液分離裝置可以是離心機、旋轉(zhuǎn)真空過濾器、壓濾器或其一種或 多種的組合。
[0040] 在固液分離器230中從中分離固體純化芳族羧酸產(chǎn)物的純化母液包含水、少量的 溶解和懸浮的芳族羧酸產(chǎn)物和溶解或懸浮在所述母液中的包括氫化的氧化副產(chǎn)物的雜質(zhì)。 純化母液在流233中被引導，可以送往廢水處理設施或者可以作為所述塔330的回流使用， 如例如在美國專利Nos .5,723，656、6,137,001、7,935，844、7,935,845和8,173,834中更充 分地描述。
[0041] 如上所述，粗芳族羧酸產(chǎn)物在具有熱交換器206的加熱區(qū)內(nèi)加熱。本領(lǐng)域技術(shù)人員 領(lǐng)會，雖然顯示了一個熱交換器，但所述加熱區(qū)可以包括多個熱交換器，包括熱交換器206 上游的預熱器。在一種實施方式中，所述熱交換器是管殼式熱交換器，其中所述粗芳族羧酸 通過用由管線402供應的高壓蒸汽間接接觸加熱進行加熱。
[0042]高壓蒸汽402是由鍋爐404產(chǎn)生的。在一種實施方式中，鍋爐404是標準D型 Nebraska鍋爐，可得自內(nèi)布拉斯加州林肯市的Cleaver-Brooks。鍋爐404包括由許多上升管 和下降管410連接的蒸汽鼓406和泥鼓408。鍋爐給水通過管線412被引入蒸汽鼓406。所述鍋 爐給水作為壓力稍超過蒸汽鼓406的壓力和溫度相對于所述輸送壓力過冷的液體輸送。與 蒸汽鼓406中的所述兩液體-蒸氣水混合物相比，進入蒸汽鼓406的鍋爐給水的密度更高。這 種密度梯度從而促進所述進入的高密度液體流向下通過下降管410并進到下部泥鼓408中 時的熱虹吸效應，所述熱虹吸效應又迫使密度較低的兩相水混合物在上升管410中從泥鼓 408往上流入蒸汽鼓406中。高壓蒸汽通過管線402從蒸汽鼓406除去。包含帶有雜質(zhì)的水的 底排污通過管線414以進入所述蒸汽鼓的鍋爐給水412的約1%至3%的速率從泥鼓408除 去，以避免腐蝕性物質(zhì)蓄積。燃料，例如天然氣，通過管線416注入，并且氧源，例如空氣，通 過管線418引入，以提供鍋爐404的燃燒熱源(未顯示）。
[0043] 鍋爐給水412包括通過所述高壓蒸汽402在熱交換器206的殼程中冷凝形成的高壓 冷凝液420的至少一部分。在一種實施方式中，離開熱交換器206的高壓冷凝液419被引入閃 蒸鼓420,所述閃蒸鼓保持在接近冷凝液419的壓力下以通過管線422除去剩余蒸汽。所述 422可以用于所述方法的其他部分(未顯示）。所述高壓冷凝液的一部分可以通過管線424退 出以用于所述方法的其他部分，然而，離開閃蒸鼓420的所述高壓冷凝液的至少一部分被過 冷并由栗423進一步加壓，然后被再循環(huán)以用作鍋爐給水412。在一種實施方式中，在熱交換 器206中產(chǎn)生的所述高壓冷凝液的至少65重量％、或高達至少97重量％被再循環(huán)以用作鍋 爐給水412。
[0044] 在一種實施方式中，所述補充鍋爐給水在與所述高壓冷凝液合并之前，處于比所 述高壓冷凝液低的溫度下。在一種實施方式中，所述高壓冷凝液具有約250°C和約305°C之 間的溫度，其在約80bar (g)和約120bar (g)之間的壓力下被輸送到所述鍋爐。在一種實施方 式中，所述補充鍋爐給水具有約100°C和約150°C之間的溫度，其在約80bar (g)和約120bar (g)之間的壓力下被輸送到所述鍋爐。
[0045]在一種實施方式中，鍋爐給水412還包括來自至少一種其他來源的水。在圖1中顯 示的實施方式中，鍋爐給水412包括再循環(huán)高壓冷凝液426和由淺盤式除氣器430供應并由 栗435加壓的補充給水428。去離子水通過管線432被引入除氣器430,而低壓蒸汽通過管線 434被引入除氣器430。除氣器430從補充給水428除去溶解氧和其他溶解氣體。在一種實施 方式中，在補充給水428引入鍋爐404中之前，所述補充給水428在節(jié)熱器436中用來自鍋爐 404的煙氣預熱。在所顯示的實施方式中，在補充給水428引入鍋爐404中之前，所述補充給 水428與所述再循環(huán)的冷凝液426合并。
[0046]在一種實施方式中，離開節(jié)熱器436的煙氣被傳輸直到煙肉438并可以通過所述煙 囪的頂部釋放。在另一種實施方式中，煙肉438包括用于使所述煙氣的至少一部分轉(zhuǎn)向以供 進一步處理、例如冷卻所述煙氣以降低所述煙氣排出溫度的擋板440。所述煙氣的至少一部 分，和在一種實施方式中，基本上全部所述煙氣，被傳輸?shù)桨ㄒ粋€或多個氣/氣預熱器 450、452的預熱區(qū)。在圖1中顯示的實施方式中，煙氣通過管線448引入氣/氣預熱器450中， 然后通過管線454傳輸?shù)綒?氣預熱器452中，然后通過管線456返回到煙囪438。所述煙氣加 熱通過管線458進給到氣/氣預熱器452中的新鮮空氣，升溫的空氣離開氣/氣預熱器452并 通過管線460引入氣/氣預熱器450中。
[0047] 在一種實施方式中，離開所述第一氣/氣預熱器450的所述煙氣454的一部分通過 管線462被引入新鮮進給空氣中。在所述進給空氣中使用一部分所述煙氣降低了離開煙囪 438的氣體的NOx排放量。在一種實施方式中，所述煙氣的0.1%至20%通過管線462再循環(huán) 到所述進給空氣。
[0048] 在一種實施方式中，所述氣/氣預熱器450和452可以由耐腐蝕材料制成，例如直到 煙氣露點溫度都耐腐蝕同時直到約200°C都保持溫度穩(wěn)定性的高級聚合物材料或碳鋼材 料。合適的氣/氣預熱器包括由荷蘭的此3七1^1：1^出售的1111\.￥〇請.如邱1*(1^0)氣/氣空氣 預熱器。在一種實施方式中，氣/氣預熱器450是碳鋼LUV0氣/氣預熱器并且氣/氣預熱器452 是高級聚合物LUV0氣/氣預熱器。
[0049]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明制造純化形式的芳族羧酸的簡化方法流程圖的另一種實施 方式。在這種實施方式中，所述節(jié)熱器被氣/氣預熱器502代替。新鮮進給空氣通過管線504 引入氣/氣預熱器502，在其中它通過與來自鍋爐404的煙氣間接接觸而被預熱。在一種實施 方式中，所述新鮮進給空氣504與離開煙肉438的所述煙氣的一部分混合。所述煙氣的一部 分從所述煙肉轉(zhuǎn)向并與新鮮進給空氣506合并。在一種實施方式中，所述煙氣的0.1 %至 20%被再循環(huán)給所述進給空氣。所述煙氣的再循環(huán)降低的NOx排放量，同時增加了所述進給 空氣的溫度。在圖2中顯示的實施方式中，在補充給水508與所述再循環(huán)的高壓冷凝液412合 并之前，所述補充給水508可以被熱交換器510預熱。
[0050] 與讓高壓冷凝液降壓的常規(guī)系統(tǒng)相比，圖1和2中顯示的代表性實施方式被構(gòu)造成 提供全面減少能源成本。
[0051] 在本文中引用的每個和所有專利和非專利公布的全部內(nèi)容在此通過引用結(jié)合，除 非在與本說明書任何不相容的公開內(nèi)容或定義的情況下，應該認為以本文中的公開內(nèi)容或 定義為準。
[0052] 提供前面的詳細說明和附圖作為解釋和說明，而不是想要限制權(quán)利要求的范圍。 在本文中示出的目前優(yōu)選的實施方式中的很多變化對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是顯而易見 的，并且仍然在權(quán)利要求和它們的等同體范圍內(nèi)。
[0053] 應理解，在權(quán)利要求中敘述的要素和特征可以用不同的方式組合以產(chǎn)生同樣屬于 本發(fā)明范圍內(nèi)的新的權(quán)利要求。因此，雖然從屬權(quán)利要求只從屬于單個獨立或從屬權(quán)利要 求，但要理解這些從屬權(quán)利要求可以，替代地，被做成在所述替代形式中從屬于任何前面的 權(quán)利要求一不管獨立的還是從屬的一而且這樣的新組合應被理解為構(gòu)成本說明書的一部 分。
【主權(quán)項】
1. 制造純化的芳族簇酸的方法，所述方法包括： 從供應給鍋爐的鍋爐給水產(chǎn)生高壓蒸汽； 利用所述高壓蒸汽在加熱區(qū)內(nèi)加熱粗芳族簇酸，由此所述高壓蒸汽在所述加熱區(qū)內(nèi)冷 凝形成高壓冷凝液;和 純化所述粗芳族簇酸W形成純化的芳族簇酸； 其中所述鍋爐給水包含所述高壓冷凝液的至少一部分。2. 權(quán)利要求1的方法，其還包括在反應區(qū)內(nèi)氧化被取代的芳控W形成所述粗芳族簇酸。3. 權(quán)利要求1的方法，其中所述鍋爐給水還包含來自至少一個其他來源的補充水。4. 權(quán)利要求3的方法，其中所述高壓冷凝液和所述補充鍋爐給水在所述鍋爐給水輸送 到所述鍋爐之前合并。5. 權(quán)利要求3的方法，其中在補充鍋爐給水和所述高壓冷凝液合并之前，所述補充鍋爐 給水比所述高壓冷凝液的溫度低。6. 權(quán)利要求5的方法，其中所述高壓冷凝液具有約250°C和約305°C之間的溫度W及約 80bar(g)和約12化ar(g)之間的向鍋爐輸送壓力，并且其中所述補充鍋爐給水具有約100°C 和約150°C之間的溫度W及約80bar (g)和約12化ar (g)之間的向鍋爐輸送壓力。7. 權(quán)利要求1的方法，其還包括用煙氣預熱給所述鍋爐的進給空氣。8. 權(quán)利要求1的方法，其用鍋爐煙氣預熱補充鍋爐給水。9. 權(quán)利要求1的方法，其中所述鍋爐給水中的高壓冷凝液占在所述加熱區(qū)內(nèi)形成的高 壓冷凝液的約65 %和約97 %之間。10. 權(quán)利要求7的方法，其中至少一個氣/氣空氣預熱器包含聚合hiftv如W社mef (LUVO) 氣/氣空氣預熱器。11. 權(quán)利要求1的方法，其還包括將煙氣從與所述鍋爐流體連通的鍋爐煙畫依次傳輸經(jīng) 過下游的碳鋼氣/氣空氣預熱器和更下游的聚合LUVO氣/氣空氣預熱器。12. 權(quán)利要求1的方法，其中所述芳族簇酸包含對苯二甲酸。
【文檔編號】C07C63/26GK105849079SQ201480071477
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年2月11日
【發(fā)明人】弗雷德·T·克拉克, 托馬斯·M·巴托斯, 阿倫·P·納爾遜
【申請人】Bp北美公司