專(zhuān)利名稱(chēng)：采用直接燃燒廢氣加熱法的二羧酸制備的制作方法
采用直接燃燒廢氣加熱法的二羧酸制備
背景技術(shù)：
已知通過(guò)使反應(yīng)廢氣通過(guò)至少一個(gè)冷卻、吸收和/或蒸餾裝置以產(chǎn)生液化的回收溶劑而從該反應(yīng)廢氣中回收主要量的汽化溶劑。通常希望使從含有至少一個(gè)烴基鍵的汽化化合物(本文中稱(chēng)作“烴基化合物”、“揮發(fā)性有機(jī)化合物”和“V0C”)的反應(yīng)廢氣中回收最大化。已知使用至少一個(gè)蒸餾裝置從回收的溶劑中去除過(guò)量的水，所述的水由于對(duì)二甲苯(PX)的部分氧化而大量共產(chǎn)生。已知有多種使用源自部分氧化PX的能量用于運(yùn)行蒸餾裝置所需要的至少一部分能量輸入的設(shè)計(jì)。術(shù)語(yǔ)“TPA生成水”在本文定義為每千克商業(yè)純PX進(jìn)料0. 340千克水。根據(jù)化學(xué)計(jì)量式pX+3&產(chǎn)生ΤΡΑ+2Η20，其自于由pX形成TPA的預(yù)期反應(yīng)。盡管商業(yè)純pX內(nèi)存在少量雜質(zhì)并且少量PX氧化不足和/或過(guò)度氧化，但是現(xiàn)代制造設(shè)施產(chǎn)生了包含極低量雜質(zhì)的商業(yè)純pX并將這種進(jìn)料以極高產(chǎn)率轉(zhuǎn)化成粗制和/或純化的TPA。優(yōu)選地，基于商業(yè)純 PX進(jìn)料的質(zhì)量除以每摩爾分子量106. 16克，粗制和/或精制的TPA固體產(chǎn)物的總產(chǎn)率是至少約96或97、或98或99摩爾百分?jǐn)?shù)。優(yōu)選地，該商業(yè)純pX進(jìn)料包含至少約0. 990，或 0. 995,0. 997 或 0. 998 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 pX。還已知有與收回汽化溶劑進(jìn)行多種組合的從部分廢氣回收能量(熱能和機(jī)械軸功)。一種用于能量回收的已知方法是使用至少一部分的廢氣使工作流體(例如水或戊烷) 沸騰以產(chǎn)生蒸氣。這種蒸氣用來(lái)將熱傳輸至另一位用戶(hù)，或該蒸氣減壓通過(guò)膨脹機(jī)(一般是渦輪膨脹機(jī))以產(chǎn)生軸功輸出。來(lái)自渦輪膨脹機(jī)的能量回收可以直接轉(zhuǎn)化成機(jī)械功，如驅(qū)動(dòng)供氣壓縮機(jī)或其他運(yùn)動(dòng)機(jī)器，或通過(guò)驅(qū)動(dòng)連接至電力分配和消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)化成電力。另一種用于能量回收的已知方法是使至少一部分包含雙氮的廢氣通過(guò)渦輪膨脹機(jī)。來(lái)自渦輪膨脹機(jī)的能量回收可以直接轉(zhuǎn)化成機(jī)械功，如驅(qū)動(dòng)供氣壓縮機(jī)或其他運(yùn)動(dòng)機(jī)器，或通過(guò)驅(qū)動(dòng)連接至電力分配和消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)的旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)來(lái)轉(zhuǎn)化成電力。還已知有將廢氣中大部分的蒸氣形式水輸送至熱氧化性分解裝置(TOD)，在所述裝置中將有害氣體和VOC污染物(例如一氧化碳、乙酸、乙酸甲酯、對(duì)二甲苯和甲基溴)轉(zhuǎn)化成環(huán)境更可接受的排放物(例如水蒸汽和二氧化碳)。某些常規(guī)系統(tǒng)公開(kāi)了從對(duì)二甲苯氧化反應(yīng)器中排出蒸氣形式的“反應(yīng)水”至用于除去有害污染物的熱分解裝置中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中未構(gòu)思的優(yōu)選實(shí)施方式。本發(fā)明的實(shí)施方式可以提供從某些氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣中回收更多量的軸功率，無(wú)論是用于發(fā)電機(jī)或直接用于機(jī)械用途；和/或排出甚至比TPA生成水更多量的水蒸汽；和/或自維持(自供燃料)式 T0D。本發(fā)明的某些施方式甚至可以提供有效不產(chǎn)生液態(tài)廢水的pX-至-TPA-至-PET聯(lián)合設(shè)施。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明包括使基本上全部的氧化反應(yīng)廢氣，包括含有pX進(jìn)料和間二甲苯(mX)進(jìn)料的初級(jí)和次級(jí)氧化反應(yīng)器源，通過(guò)共享的溶劑回收蒸餾系統(tǒng)，隨后通過(guò)過(guò)加熱工序，然后通過(guò)包含級(jí)間加熱以產(chǎn)生更多量軸功的2級(jí)渦輪膨脹機(jī)。這種配置允許輸出超過(guò)工藝空氣壓縮機(jī)以及工藝液體和漿液泵的消費(fèi)量的電力。來(lái)自渦輪膨脹機(jī)加熱器中的冷凝物的閃蒸氣被用于TPA工藝的另一部分中。在該渦輪膨脹機(jī)后，部分水蒸汽從氧化反應(yīng)廢氣中被冷凝出來(lái)以提供用于各種工藝用途的液態(tài)水；并且其余量的水蒸汽剩余在廢氣中，該廢氣被送至TOD裝置。任選地，使用直接燃料燃燒而非蒸氣加熱法來(lái)加熱廢氣以在渦輪膨脹機(jī)內(nèi)產(chǎn)生過(guò)熱。任選地，渦輪膨脹機(jī)的出口壓力因在廢氣通過(guò)冷凝器裝置和液體分離裝置后再壓縮該廢氣而降低。另外，以下實(shí)施方式對(duì)于本發(fā)明方法的其他方面是優(yōu)選的·優(yōu)選足夠的可燃燒燃料值留在廢氣中，從而在TOD、優(yōu)選蓄熱式熱氧化器(RTO) 中廢氣的環(huán)境削減是基本上自加熱的、更優(yōu)選徹底是自加熱的，無(wú)需添加在反應(yīng)廢氣中不存在的燃料。甚至更優(yōu)選是大量的這種可燃燒燃料值來(lái)自乙酸甲酯(MeOAc)，其是在乙酸中氧化PX的已知副產(chǎn)物。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如何保持足夠低地生成乙酸甲酯，從而與添加購(gòu)買(mǎi)的燃料至RTO相比，分離乙酸甲酯和通過(guò)水解回收乙酸內(nèi)容物的大量資本和運(yùn)行成本不是合理的。 冷凝水經(jīng)常由提供環(huán)境空氣至TPA氧化反應(yīng)器的壓縮系統(tǒng)中的環(huán)境水蒸汽形成，并且這種水潛在地被潤(rùn)滑劑和密封流體污染。優(yōu)選這種冷凝的環(huán)境水進(jìn)入TPA工藝液體，例如作為洗滌器用水、淬冷水、回流水，或用作公用水，例如作為冷卻塔補(bǔ)充水，而非直接進(jìn)料至液態(tài)廢水處理設(shè)施。 在移除和/或熱分解廢氣中的VOC后，許多場(chǎng)所需要在廢氣釋放至環(huán)境之前從該處理的廢氣中除去溴化氫。這種洗滌氣過(guò)程經(jīng)常通過(guò)水洗滌液洗滌以產(chǎn)生溴鹽來(lái)進(jìn)行， 例如，使用氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉的水溶液來(lái)洗滌并產(chǎn)生溴化鈉。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)為控制這種洗滌器水中溶解的固體含量所用的卸料水有利地用作公用水，例如，冷卻塔補(bǔ)充水， 而非形成液態(tài)廢水。· PET工藝還產(chǎn)生來(lái)自PET生成反應(yīng)的水并且這種水經(jīng)常被各種VOC化合物(例如乙二醇、乙醛和多種二氧戊環(huán))污染。優(yōu)選來(lái)自PET工藝的至少部分污染的水連同來(lái)自臨近TPA設(shè)施的TPA生成水一起在共享的共用設(shè)施中處理。優(yōu)選地，來(lái)自PET生成反應(yīng)的所述污染水以排出所述PET設(shè)施的蒸氣形式留待處理，或者使用至少一部分來(lái)自所述臨近 TPA設(shè)施的熱能將該污染水轉(zhuǎn)化成蒸氣形式。更優(yōu)選地，來(lái)自PET生成反應(yīng)的水連同TPA生成水一起在共享、共同的TOD設(shè)施中處理。單獨(dú)或以多種組合，本文中公開(kāi)的發(fā)明可以提供pX-至-TPA設(shè)施，該設(shè)施對(duì)于每單位TPA產(chǎn)量產(chǎn)生很少，甚至為零的需要環(huán)保處理的液態(tài)廢水。另外，本發(fā)明可以提供 PX-至-TPA-至-PET設(shè)施，該設(shè)施相對(duì)于每單位PET產(chǎn)量產(chǎn)生很少，甚至為零的需要環(huán)保處理的液態(tài)廢水。


圖1顯示本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。優(yōu)選實(shí)施方式本發(fā)明可以與關(guān)于將pX轉(zhuǎn)化成TPA的優(yōu)選初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)、方法和裝置的US2007(^93699和US 20060047158所公開(kāi)的內(nèi)容相組合(所述專(zhuān)利文獻(xiàn)的完整公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入本文)。這些參考文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容包含用于初級(jí)氧化的眾多優(yōu)選的機(jī)械特征和工藝條件，其中該工藝條件特別地包括溫度及其變化率、壓力及其變化率、流量、 組成及其變化率、攪拌、以及停留時(shí)間和分布。本文中用于“可氧化的化合物”、“溶劑”、“氧化劑”、“反應(yīng)介質(zhì)”和“烴基”的用法依據(jù)以上參考文獻(xiàn)。當(dāng)至少一部分來(lái)自次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的廢氣與至少一部分來(lái)自初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的廢氣在溶劑回收和/或脫水裝置中處理之前合并時(shí)，本發(fā)明是更優(yōu)選的。次級(jí)反應(yīng)介質(zhì)是從上游氧化反應(yīng)器接受其芳族底物進(jìn)料的介質(zhì)，該介質(zhì)可以是初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)和/ 或另一種次級(jí)反應(yīng)介質(zhì)。參見(jiàn)US 20070155985和US 20070208191對(duì)于進(jìn)入的液相芳香族底物的深度反應(yīng)附近所優(yōu)化的次級(jí)氧化反應(yīng)器的描述，包括針對(duì)多種成本所權(quán)衡的在包含溫度、壓力、流量、組成、攪拌和停留時(shí)間與分布所選擇工藝范圍內(nèi)的操作優(yōu)點(diǎn)，特別是包括底物、產(chǎn)物和溶劑的過(guò)度氧化。在本文中，這種類(lèi)型的次級(jí)氧化反應(yīng)器稱(chēng)作為“后氧化反應(yīng)器”。另參見(jiàn)US 20070208190和US 20070219393關(guān)于進(jìn)入的固相芳香族底物的深度反應(yīng)附近所優(yōu)化的次級(jí)氧化反應(yīng)器的描述，包括針對(duì)多種成本所權(quán)衡的在包含溫度、壓力、流量、組成、攪拌、以及停留時(shí)間與分布所選擇工藝范圍內(nèi)的操作優(yōu)點(diǎn)，特別是包括底物、產(chǎn)物和溶劑的過(guò)度氧化。在本文中，這種類(lèi)型的次級(jí)氧化反應(yīng)器稱(chēng)作為“消化反應(yīng)器(digestion reactor)，，。當(dāng)通過(guò)燃燒(氧化燃燒)基本上包含烴基鍵的化合物(燃料)有意地產(chǎn)生功率、 尤其是軸功率時(shí)，經(jīng)常促使該燃燒的溫度如機(jī)理上實(shí)際可行的那樣高，以根據(jù)已知的熱動(dòng)力學(xué)原理使功率回收最大化。另一方面，當(dāng)實(shí)施催化部分氧化以形成化學(xué)產(chǎn)物時(shí)，正常地設(shè)置反應(yīng)介質(zhì)的溫度和壓力以控制所得的產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物純度。本發(fā)明的催化氧化是足夠迅速的，從而需要高度小心以維持溶解雙氧的合適液相濃度，并且這促使優(yōu)選更高的體系壓力以提供氣相雙氧的更高分壓。即便存在用于能量回收的更高溫度和用于TPA產(chǎn)物純度的更高壓力的這些總體偏好性，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)按以下的適中壓力和溫度操作至少一部分初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)是優(yōu)選的，甚至在回收提高量的軸功率時(shí)，以及甚至在排出更多量的蒸氣形式的廢水時(shí)。優(yōu)選以小于約12、10、8、7巴絕對(duì)壓力操作至少一部分初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選以至少約2、或 3、或4、或5巴絕對(duì)壓力操作至少一部分初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選以小于約200、或190、或 180、或170°C溫度操作至少一部分初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選以至少約120、或130、或140、 或150°C或155°C或160°C溫度操作至少一部分初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可能在廢氣出口處從反應(yīng)介質(zhì)產(chǎn)生最大體積和質(zhì)量的蒸氣是優(yōu)選的，同時(shí)滿(mǎn)足如獲得優(yōu)選的反應(yīng)溫度和壓力所需要的能量平衡。不合乎需要地，產(chǎn)生更大量的蒸氣增加了從離開(kāi)反應(yīng)介質(zhì)的廢氣中分離液體和固體的困難。不合乎需要地，廢氣中的這種增加擴(kuò)大了處理反應(yīng)廢氣的管道及設(shè)備的直徑和體積；這特別地包括溶劑回收和/或脫水裝置。不合乎需要地， 本發(fā)明的氧化反應(yīng)介質(zhì)產(chǎn)生如下廢氣，該廢氣極有腐蝕性以至于需要經(jīng)常包含鈦的非常昂貴的結(jié)構(gòu)材料。不合乎需要地，在溶劑回收和/或脫水裝置(其中回收溶劑的主要的烴基部分)中處理期間，離開(kāi)反應(yīng)介質(zhì)的增加的蒸氣流在質(zhì)量和體積方面均大大減低。然而，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)廢氣中形成的增加量的溶劑蒸氣可以部分地維持為基本上包含水、離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置并進(jìn)入廢氣渦輪膨脹機(jī)的增加量的蒸氣；從而經(jīng)常提供軸能量回收方面的總體經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，其令人驚訝地超過(guò)其他運(yùn)行成本增加和資本成本增加。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，基于貧烴基的廢氣流，從溶劑回收塔產(chǎn)生的貧烴基的廢氣包含至少10、或 15、或20、或30、或35、或40、或45、或50wt%水蒸汽。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，基于貧烴基的廢氣流，從溶劑回收塔產(chǎn)生的貧烴基的廢氣包含小于4、或3、或2、或乙酸。反應(yīng)廢氣中的蒸氣化合物包含水蒸汽外加V0C。反應(yīng)廢氣中的不冷凝性氣態(tài)化合物包含分子氮、分子氧、一氧化碳、二氧化碳和分子氫。采用本發(fā)明的多個(gè)方面，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)以反應(yīng)廢氣中如下的增加量的蒸氣化合物運(yùn)行PX部分氧化工藝是可能和優(yōu)選的。優(yōu)選在反應(yīng)廢氣中的蒸氣化合物是每千克反應(yīng)廢氣至少約0. 67、或0. 72、或0. 75、或 0. 77千克。優(yōu)選在反應(yīng)廢氣中的蒸氣化合物是每千克進(jìn)料至相應(yīng)氧化反應(yīng)介質(zhì)的pX至少約 12. 4、或 13. 2、或 13. 8、或 14. 2 千克。為實(shí)現(xiàn)反應(yīng)廢氣中如此巨大量的蒸氣，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)極大地抑制環(huán)境損失以及跨過(guò)導(dǎo)熱隔絕性界面將源自本發(fā)明氧化反應(yīng)介質(zhì)的量有意地有意識(shí)熱移出是優(yōu)選的，即便這種氧化反應(yīng)是高度放熱的且需要大量冷卻。隔熱是優(yōu)選的，從而含有至少一部分氧化反應(yīng)介質(zhì)的容器和/或管道的至少約70、或90、或95、或99%的暴露的環(huán)境表面積覆蓋有厚度至少約0. 01、或0. 02、或0. 04、或0. 08米厚度的保溫材料。優(yōu)選通過(guò)含有至少一部分氧化反應(yīng)介質(zhì)的容器和/或管道的暴露的環(huán)境表面積的熱能損失小于每千克進(jìn)料至相應(yīng)氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX約40、或20、或10、或5瓦特。優(yōu)選限制由公用冷卻流體(例如水和空氣)經(jīng)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面對(duì)至少一部分氧化反應(yīng)介質(zhì)的冷卻，從而熱能移出相對(duì)于每千克進(jìn)料至相應(yīng)氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約100、或10、或0. 1、或0. 01瓦特。為實(shí)現(xiàn)反應(yīng)廢氣中如此巨大量的蒸氣，本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選進(jìn)料至氧化反應(yīng)介質(zhì)的進(jìn)料如實(shí)際可行的那樣熱，即便這種氧化反應(yīng)是高度放熱的且需要大量冷卻。優(yōu)選進(jìn)料至少一個(gè)氧化反應(yīng)介質(zhì)的氧化劑進(jìn)料是壓縮空氣，其中離開(kāi)壓縮末級(jí)后使冷卻作用最小化。優(yōu)選該壓縮空氣的至少約50、或70、或90、或99%質(zhì)量以至少約60、70、80、 90 V溫度抵達(dá)氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選該壓縮空氣的至少約50、或70、或90、或99 %質(zhì)量以至少約相應(yīng)于空氣壓縮機(jī)排氣溫度減去40、或20、或10、或5°C的溫度抵達(dá)氧化反應(yīng)介質(zhì)。隔熱是優(yōu)選的，從而用于輸送所述壓縮空氣的管道、容器和控制機(jī)構(gòu)的至少約70、或90、或95、 或99%暴露的環(huán)境表面積覆蓋有厚度至少約0. 005、或0. 01、或0. 02、或0. 04米的保溫材料。優(yōu)選的是，在至少一個(gè)溶劑回收和/或脫水裝置中從反應(yīng)廢氣回收溶劑，隨后以高于環(huán)境溫度且接近反應(yīng)介質(zhì)溫度的溫度返回至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)。即，優(yōu)選將烴基化合物從反應(yīng)廢氣中冷凝，適當(dāng)?shù)孛撍⒎祷刂练磻?yīng)介質(zhì)，而不比反應(yīng)廢氣冷得多。更優(yōu)選地，以經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面的有限量的熱能輸入提供這種熱的回收溶劑。如本文其他處公開(kāi)，通過(guò)適當(dāng)?shù)叵拗圃撊軇┗厥蘸?或脫水裝置中所移出熱能的量實(shí)現(xiàn)該結(jié)果。優(yōu)選將至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的所述回收溶劑以小于約200、或190、或180、 或170°C溫度供應(yīng)至氧化反應(yīng)介質(zhì)，因?yàn)閮?yōu)選不將熱能傳輸至處于比初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)溫度更高的溫度上的回收溶劑。優(yōu)選將至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的所述回收溶劑以至少約反應(yīng)廢氣溫度扣減小于約80、或40、或20、或10°C的溫度供應(yīng)至氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選將至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的所述回收溶劑以至少約60、或90、 或120、或140°C溫度供應(yīng)至氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選抵達(dá)溶劑回收和/或脫水裝置的至少約40、或80、或90、或98%的凈熱能輸入直接來(lái)自反應(yīng)廢氣的進(jìn)入流，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面的熱能傳輸。優(yōu)選至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的所述回收溶劑以至少約相應(yīng)的反應(yīng)廢氣溫度扣減小于約80、或40、或20、或10°C的溫度離開(kāi)溶劑回收和/ 或脫水裝置，同時(shí)在其中利用經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕的熱交換界面的每千克回收溶劑小于約100、或 30、或10、或3千卡的熱能輸入進(jìn)行處理，并且進(jìn)入相應(yīng)的反應(yīng)介質(zhì)，其中所述反應(yīng)介質(zhì)具有經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕的熱交換界面的每千克回收溶劑小于約100、或30、或10、或3千卡的熱能輸入。隔熱是優(yōu)選的，從而含有至少一部分回收溶劑的容器和/或管道的至少約70、或90、 或95、或99%暴露的環(huán)境表面積覆蓋以至少約0. 01、或0. 02、或0. 04、或0. 08米厚度的保溫材料。優(yōu)選將從固體TPA的過(guò)濾和洗滌過(guò)程中回收的濾液溶劑返回至具有升高溫度的氧化反應(yīng)介質(zhì)，其中所述的升高溫度由經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面的熱能傳輸提供。濾液溶劑是源于機(jī)械分離和/或洗滌來(lái)自漿液的固體TPA的溶劑。用于獲得濾液溶劑的一種手段是通過(guò)過(guò)濾領(lǐng)域中已知的任意裝置過(guò)濾和洗滌TPA漿液，但是本領(lǐng)域已知的全部其他機(jī)械分離法由本發(fā)明人構(gòu)思用于產(chǎn)生濾液溶劑；例如，重力沉降法、離心分離機(jī)、水力旋流器等。在返回至氧化反應(yīng)介質(zhì)之前，優(yōu)選冷卻至少約40、或60、或70、或80重量百分?jǐn)?shù)的所述濾液溶劑至小于約100、或80、或70、或60°C的溫度。這有效地降低TPA在漿液中的溶解度，并且它有效地降低濾液溶劑的腐蝕性，從而較不昂貴的結(jié)構(gòu)材料可以用于包含濾液溶劑儲(chǔ)存和處理的管道、容器、泵和其他設(shè)備與控制機(jī)構(gòu)。對(duì)于所述冷卻的濾液溶劑適用的結(jié)構(gòu)材料包括多種具有適中耐蝕性的金屬和合金，如不銹鋼或雙煉鋼，作為鈦和其他更昂貴的高度耐蝕性金屬和合金的替代品。然而，更優(yōu)選將至少約40、或60、或70、或80重量百分?jǐn)?shù)的該濾液溶劑以至少約 60、或90、或120、或140°C的入口溫度提供至氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選在送入氧化反應(yīng)介質(zhì)中之前，使用太陽(yáng)能、來(lái)自廢氣的熱能和/或來(lái)自在小于約60、或20、或8、或4巴絕對(duì)壓力下冷凝的蒸氣中的熱能來(lái)加熱約40、或60、或70、或80重量百分?jǐn)?shù)的所述濾液溶劑至少約10、 或20、或40、或60°C。優(yōu)選經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面?zhèn)鬏斶@種熱能至濾液溶劑中。優(yōu)選將pX以升高溫度進(jìn)料至氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選將至少約40、或60、或70、或80 重量百分?jǐn)?shù)的所述PX進(jìn)料以至少約60、或90、或120、或140°C入口溫度提供給反應(yīng)介質(zhì)。 優(yōu)選在送至氧化反應(yīng)介質(zhì)中之前，使用太陽(yáng)能、來(lái)自廢氣的熱能和/或來(lái)自在小于約60、或 20、或8、或4絕壓的壓力下冷凝的蒸氣中的熱能來(lái)加熱約40、或60、或70、或80重量百分?jǐn)?shù)所述PX高于散裝儲(chǔ)存和/或環(huán)境溫度至少約10、或20、或40、或60°C。優(yōu)選經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面?zhèn)鬏斶@種熱能至PX中。各自或組合地，壓縮空氣、回收溶劑、濾液溶劑和/或pX的更熱進(jìn)料溫度需要供應(yīng)增加的液體流量至氧化反應(yīng)器中，以維持其能量平衡來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)選的運(yùn)行溫度和壓力。在更熱進(jìn)料的情況下，更多的反應(yīng)熱作為溶劑汽化潛熱移出，而非合理地加熱進(jìn)料，并且增加量的液體溶劑進(jìn)料作為反應(yīng)廢氣中的溶劑蒸氣離開(kāi)氧化反應(yīng)器。不合乎需要地，供應(yīng)增加量的液體溶劑進(jìn)料需要更昂貴的泵、管道和控制機(jī)構(gòu)，連同增加量的泵送功率。為壓縮環(huán)境空氣，通過(guò)省略后冷卻器升高供應(yīng)溫度經(jīng)常增加進(jìn)入氧化過(guò)程的水蒸汽的量，除非提供不同于冷卻的干燥裝置。這種增加的水必須最終予以分離并連同TPA生成水一起從氧化過(guò)程排出，以維持想要的溶劑組成。另外，當(dāng)最終排出這種增加的水(無(wú)論作為蒸氣或液體或固體)時(shí)，經(jīng)常同時(shí)損失一些購(gòu)買(mǎi)的含碳物質(zhì)，并且根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)最終產(chǎn)生增加的廢水載量。因而，壓縮的環(huán)境空氣中這種額外進(jìn)入的水蒸汽可以視為極不想要的，因其導(dǎo)致潛在的碳損失和廢水增加。然而，通過(guò)使用本文其他地所公開(kāi)的發(fā)明以排出增加量的水作為蒸氣并使用有限的共存量的VOC作為T(mén)OD中的燃燒燃料，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將所選擇量的水蒸汽留在壓縮的環(huán)境空氣中的積極凈益處，其中所述壓縮的環(huán)境空氣用于氧化劑進(jìn)料。因此，優(yōu)選至少約 70、或80、或90、或95重量百分?jǐn)?shù)的抵達(dá)本發(fā)明至少一種氧化反應(yīng)介質(zhì)的氧化劑進(jìn)料包含每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約0. 01、或0. 03、或0. 04、或0. 05千克水，并且每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約0. 12、或0. 10、或0. 08、或0. 07千克水。在離開(kāi)氧化反應(yīng)介質(zhì)、更優(yōu)選初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)后，優(yōu)選使用至少一部分的廢氣來(lái)利用一個(gè)或多個(gè)渦輪膨脹機(jī)裝置產(chǎn)生某個(gè)量的軸功。渦輪膨脹機(jī)裝置，或僅僅渦輪膨脹機(jī)，是串聯(lián)安置的一個(gè)或多個(gè)渦輪膨脹機(jī)工序，其任選地具有一個(gè)或多個(gè)級(jí)間加熱裝置。在其他工藝步驟之前離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)最低壓力級(jí)的廢氣在此稱(chēng)作渦輪膨脹機(jī)廢氣。優(yōu)選安排至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)工序，從而該工序以機(jī)械方式與從環(huán)境空氣供應(yīng)氧化劑的至少一個(gè)壓縮工序連接。這種連接方便地由轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸和/或變速箱提供。為了使軸功率最大化，希望使來(lái)自進(jìn)入渦輪膨脹機(jī)之前的廢氣的壓力和熱能的損失最小化。然而，為了回收溶劑并移出溶劑回收和/或脫水裝置中適宜量的水，對(duì)壓力和溫度能量消耗存在競(jìng)爭(zhēng)性需求。另外，在對(duì)渦輪膨脹機(jī)裝置出口為優(yōu)選的降低壓力下，因廢氣的體積變得極大，溶劑回收和/或脫水裝置的資本成本要求大大增加。如本文中所公開(kāi)，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這樣的特征組合，其能夠針對(duì)渦輪膨脹機(jī)裝置中來(lái)自廢氣的軸功率回收而補(bǔ)償溶劑回收和/或脫水裝置中來(lái)自反應(yīng)廢氣的壓力和溫度能量的消耗量。本文其他處包括關(guān)于所優(yōu)選溶劑回收和/或脫水裝置的發(fā)現(xiàn)和能夠公開(kāi)內(nèi)容。在繼續(xù)描述它們之前，公開(kāi)了與渦輪膨脹機(jī)裝置有關(guān)的優(yōu)選方面。討論與抵達(dá)渦輪膨脹機(jī)工序的入口流量有關(guān)的優(yōu)選壓力范圍。優(yōu)選在離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置的廢氣出口處的壓力降低小于約2、或1、或0. 5、或0. 2巴靜壓力，其中從反應(yīng)廢氣在反應(yīng)介質(zhì)的上表面附近形成之處來(lái)評(píng)價(jià)所述的靜壓力。優(yōu)選的是貫穿提供熱能至溶劑回收和/或脫水裝置出口與渦輪膨脹機(jī)入口之間廢氣的任選加熱裝置的摩擦性流動(dòng)壓力損失小于約32，000、或16，000、或8，000、或4，000帕斯卡。優(yōu)選在抵達(dá)第一渦輪膨脹機(jī)工序的入口處的壓力降低小于約2、或1、或0.5、或0.2巴靜壓力，其中從反應(yīng)廢氣在反應(yīng)介質(zhì)的上表面附近形成之處來(lái)評(píng)價(jià)所述的靜壓力。優(yōu)選在抵達(dá)至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)工序的入口處的壓力是至少約2、或3、或4、或5絕壓。優(yōu)選在抵達(dá)第一渦輪膨脹機(jī)工序的入口處的壓力小于約12、或10、或8、或7絕壓。優(yōu)選任意級(jí)間管道和工藝工序(如熱交換裝置)中的在渦輪膨脹機(jī)首級(jí)入口與末級(jí)出口之間總計(jì)的摩擦流壓損失小于約64，000、或 32，000 或 16，000、或 8，000 帕斯卡。雖然希望使離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置的廢氣出口至渦輪膨脹機(jī)入口的距離最小化以使熱能透過(guò)絕緣材料的損失和因流動(dòng)摩擦損失所致的壓力損失最小化，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的是從周?chē)较蛏蠝y(cè)量距渦輪膨脹機(jī)小于約40、或30、或20、或10米范圍內(nèi)安置該廢氣入口。由于離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置的廢氣的高程可以是水面上方大于50米，這使得渦輪膨脹機(jī)入口處廢氣在靜壓頭至靜壓力的再轉(zhuǎn)化率最大化。為更多地回收軸功率，優(yōu)選使渦輪膨脹機(jī)上的背壓最小化。降低的背壓有助于通過(guò)使解壓縮比和離去氣體的體積最大化而使得渦輪膨脹機(jī)的軸功率回收最大化。然而，本發(fā)明的渦輪膨脹機(jī)廢氣具有其他的競(jìng)爭(zhēng)性需求。最低限度地，在釋放至周?chē)h(huán)境之前，必須為流過(guò)管道、控制機(jī)構(gòu)和多種設(shè)備(經(jīng)常包含冷凝裝置和環(huán)境處理裝置)的流體提供壓力。 產(chǎn)生較低壓力的渦輪膨脹機(jī)廢氣造成這些下游工藝中設(shè)計(jì)和資本成本的巨大難題。渦輪膨脹機(jī)廢氣的更大壓力表明易于冷凝優(yōu)選量的水和V0C，尤其在優(yōu)選冷凝膨脹機(jī)廢氣中(基本上)“全部”水蒸汽的那些工藝設(shè)計(jì)中。在較低壓力的情況下，使用具有近環(huán)境溫度的公用冷卻流體，從渦輪膨脹機(jī)廢氣中冷凝適當(dāng)比例的水蒸汽和VOC是難以或不可能實(shí)現(xiàn)的， 并且對(duì)于如此龐大的熱負(fù)荷，不希望公用冷卻流體降溫。此外，如果更多壓力保持于渦輪膨脹機(jī)廢氣中，則所需要的熱交換裝置物理尺寸減小，這歸因于改良的熱交換系數(shù)、不同于任意給定公用冷卻流體供應(yīng)溫度的改良溫度和控制該熱交換裝置內(nèi)部的速度、壓力降及流量分布。甚至在冷凝大部分或甚至主要的水蒸汽和VOC后，渦輪膨脹機(jī)廢氣的較低壓力繼續(xù)意味著其他下游管道、控制機(jī)構(gòu)和設(shè)備的更大尺寸。進(jìn)一步地，一些工藝設(shè)計(jì)優(yōu)選使用膨脹機(jī)廢氣或冷凝器廢氣來(lái)輸送TPA產(chǎn)物粉末，并且這可能造成對(duì)渦輪膨脹機(jī)背壓增加的另一種需求。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所公開(kāi)的廢氣管道、控制機(jī)構(gòu)、熱交換器裝置、TOD裝置和洗滌裝置設(shè)計(jì)使廢氣渦輪膨脹機(jī)的出口處采用如下優(yōu)選的壓力條件。優(yōu)選渦輪膨脹機(jī)廢氣的壓力小于約0.9、或0.6、或0.4、或0.3表巴(bar gauge) 0優(yōu)選在釋放至周?chē)h(huán)境之前，渦輪膨脹機(jī)廢氣的壓力是至少約0. 05、或0. 10、或0. 15、或0. 20巴，就這個(gè)方面而言，提供足夠壓能以使渦輪膨脹機(jī)廢氣流經(jīng)所公開(kāi)的管道、控制機(jī)構(gòu)和設(shè)備，并且包含廢氣冷凝器、冷凝物除霜和除霜、TOD和洗滌器，同時(shí)不包含再壓縮工序。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，優(yōu)選通過(guò)使如上的下游壓力用損(downstream pressure usage)最小化并且還通過(guò)提供位于冷凝器熱交換裝置之后的廢氣再壓縮工序進(jìn)一步使渦輪膨脹機(jī)背壓最小化，在所述冷凝器熱交換裝置中至少約10、或20、或40、或80重量百分?jǐn)?shù)的存在于渦輪膨脹機(jī)廢氣中的水蒸汽作為液態(tài)水移出。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，甚至當(dāng)根據(jù)本發(fā)明排放水蒸汽至周?chē)h(huán)境時(shí)，從本發(fā)明廢氣中高效移出水蒸汽使得剩余廢氣的再壓縮工序成為可能，其中所述的再壓縮工序有效地需要比因上游渦輪膨脹機(jī)中更大解壓縮提供的功率增加更少的功率。此外，更優(yōu)選在廢氣冷凝器裝置和再壓縮裝置的入口之間安置分離裝置。(對(duì)于冷凝器廢氣和分離廢氣的公開(kāi)內(nèi)容和設(shè)計(jì)，見(jiàn)本文其他處)。當(dāng)使用廢氣再壓縮時(shí)，優(yōu)選的是將冷凝器廢氣、更優(yōu)選地將分離廢氣再壓縮至少約0. 05、或0. 1、 或0. 2、或0. 3巴。當(dāng)使用廢氣再壓縮時(shí)，優(yōu)選的是將冷凝器廢氣、更優(yōu)選地將分離廢氣再壓縮小于約0. 9、或0. 8、或0. 7、或0. 6巴。當(dāng)使用廢氣再壓縮時(shí)，優(yōu)選的是離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)最低壓力級(jí)的廢氣的壓力小于約0. 3、或0. 2、或0. 1、或0. 0表巴。當(dāng)使用廢氣再壓縮時(shí)， 優(yōu)選離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)最低壓力級(jí)的廢氣的壓力是至少約-0. 9、或-0. 6、或-0. 4、或-0. 3表巴。當(dāng)使用廢氣再壓縮時(shí)，優(yōu)選安排至少一個(gè)再壓縮工序，從而該再壓縮工序以機(jī)械方式與從環(huán)境空氣供應(yīng)氧化劑的至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)工序和/或至少一個(gè)壓縮工序連接。這種連接方便地由轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械軸和/或變速箱提供。現(xiàn)在討論渦輪膨脹機(jī)裝置廢氣入口的優(yōu)選溫度，或如果任選地提供，廢氣預(yù)加熱裝置入口處的優(yōu)選溫度，其中所述的廢氣預(yù)加熱裝置安置在溶劑回收和/或脫水裝置之后和該渦輪膨脹機(jī)裝置之前。優(yōu)選在任意廢氣預(yù)加熱裝置之前評(píng)價(jià)的第一渦輪膨脹機(jī)工序入口處的溫度是至少約110、或120、或130、或135°C，其中所述的廢氣預(yù)加熱裝置任選地安置在第一渦輪膨脹機(jī)裝置之前。優(yōu)選在任意廢氣預(yù)加熱裝置之前評(píng)價(jià)的第一渦輪膨脹機(jī)工序入口處的溫度小于約190、或175、或165、或155°C，其中所述的廢氣預(yù)加熱裝置安置在第一渦輪膨脹機(jī)裝置之前。優(yōu)選從靠近反應(yīng)介質(zhì)的上表面形成反應(yīng)廢氣之處至廢氣進(jìn)入第一渦輪膨脹機(jī)裝置之處所評(píng)價(jià)的溫度降低小于約50、或40、或30、或25°C，其中在先于第一渦輪膨脹機(jī)裝置任選安置的任意廢氣預(yù)加熱裝置之前評(píng)價(jià)所述的溫度降低。雖然在工作流體的露點(diǎn)處或以下運(yùn)行的冷凝用渦輪膨脹機(jī)是本領(lǐng)域熟知的，但是當(dāng)所述結(jié)構(gòu)材料在太接近于廢氣露點(diǎn)運(yùn)行的渦輪膨脹機(jī)中使用時(shí)，本發(fā)明廢氣中的某些成分對(duì)于許多結(jié)構(gòu)材料造成過(guò)量侵蝕和腐蝕。認(rèn)為腐蝕性成分包含羧酸和/或溴連同水和/ 或雙氧。因此，優(yōu)選以至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)級(jí)的出口處高于廢氣局部露點(diǎn)溫度至少約5、或 10、或20、或25°C的溫度下運(yùn)行。更優(yōu)選地，在渦輪膨脹機(jī)全部級(jí)的出口處維持距露點(diǎn)的這些溫度間距。通過(guò)多種手段實(shí)現(xiàn)這樣的溫度，所述手段包括限制渦輪膨脹機(jī)的機(jī)械效率、添加熱能至溶劑回收和/或脫水裝置出口與渦輪膨脹機(jī)出口之間的廢氣，和/或限制通過(guò)渦輪膨脹機(jī)的壓力降低。然而，一旦充分地避開(kāi)露點(diǎn)，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)就運(yùn)行本發(fā)明的資本成本和運(yùn)行成本而言，渦輪膨脹機(jī)廢氣中的太多過(guò)熱往往是不希望的。因此，優(yōu)選以至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)級(jí)的出口處和廢氣冷凝器入口處高于局部露點(diǎn)少于約150、或120、或90、或60°C的溫度下運(yùn)行。效率更低的渦輪膨脹機(jī)需要更少添加的熱能以確保渦輪膨脹機(jī)出口溫度處于優(yōu)選的露點(diǎn)范圍內(nèi)。當(dāng)更少的焓從工作流體移出并轉(zhuǎn)化成機(jī)械功率時(shí)，離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)的出口溫度是內(nèi)在更熱的。取決于熱式加熱(thermal heat)的相對(duì)成本和電力成本，改進(jìn)渦輪機(jī)的機(jī)械效率可能有損或有益于優(yōu)化的成本。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)所輸送熱能的單位成本小于以相同單位表述的電力成本約0. 3倍時(shí)，則優(yōu)選使渦輪膨脹機(jī)的機(jī)械效率最大化并使用額外的熱能輸入以獲得膨脹機(jī)出口處想要的露點(diǎn)范圍。這比發(fā)電功率循環(huán)更低效，后者可以實(shí)現(xiàn)例如至少約0. 5的機(jī)械能輸出對(duì)熱能輸入比，從而與實(shí)現(xiàn)的軸功相比，對(duì)廢氣使用熱能輸入似乎是不明智的。然而，露點(diǎn)規(guī)避問(wèn)題意味著遞增的熱能輸入可以與膨脹機(jī)的改良效率和/或其中增加的解壓縮耦合以實(shí)現(xiàn)能量回收的顯著整體改進(jìn)。因而，優(yōu)選本發(fā)明中所用的渦輪膨脹機(jī)的機(jī)械效率是通過(guò)廢氣工作流體的理想等熵膨脹可能實(shí)現(xiàn)的最大軸功輸出的至少約65、或75、或80、或85%。為了增加來(lái)自渦輪膨脹機(jī)的機(jī)械功率輸出，尤其關(guān)于維持出口溫度在相對(duì)于露點(diǎn)的優(yōu)選范圍內(nèi)，同時(shí)使用高效率渦輪膨脹機(jī)而言，優(yōu)選在離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置和進(jìn)入渦輪膨脹機(jī)之間和/或在多級(jí)渦輪膨脹機(jī)的級(jí)間位置處提供以下量的熱能至廢氣中 每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約100、或200、或300、或350瓦特；每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約1，000、或800、或600、或500瓦特；每千克渦輪膨脹機(jī)廢氣至少約10、或20、或30、或40瓦特；每千克渦輪膨脹機(jī)廢氣小于約100、或90、或80、 或70瓦特；廢氣溫度因熱能輸入上升至少約10、或20、或40、或60°C;和廢氣溫度因熱能輸入上升小于約250、或200、或150、或IOO0C。此類(lèi)量的熱能由包含導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面、優(yōu)選地包含如本領(lǐng)域已知的多種耐腐蝕金屬和金屬合金的熱交換裝置供應(yīng)。優(yōu)選地，該熱能由熱的工作流體、更優(yōu)選地由冷凝形成一部分液態(tài)水冷凝物的蒸氣供應(yīng)。另外，本發(fā)明人公開(kāi)了優(yōu)選從廢氣熱交換裝置內(nèi)所形成冷凝物中形成的至少一部分較低壓力的閃蒸氣并且在TPA生產(chǎn)工藝中其他地方的至少一個(gè)熱交換裝置中使用至少一部分該閃蒸氣，例如，加熱一部分二甲苯、回收溶劑、濾液溶劑、TPA固體和/或廢氣。任選地，通過(guò)用雙氧氧化燃料并且直接將所得的熱的反應(yīng)產(chǎn)物合并到廢氣中而供應(yīng)這樣量的熱能。在離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置與進(jìn)入渦輪膨脹機(jī)之間的位置和/或在多級(jí)渦輪膨脹機(jī)的級(jí)間位置處供給所述熱的反應(yīng)產(chǎn)物。優(yōu)選地，該燃料包含烴基鍵。更優(yōu)選地，該燃料包含醇、乙酸酯和/或烴。仍更優(yōu)選地，，該燃料主要包含甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷和/或燃料油。最優(yōu)選地，該燃料包含至少約50、或70、或90、或95重量百分?jǐn)?shù)的甲烷。優(yōu)選地，提供一部分壓縮的環(huán)境空氣用于氧化該燃料，因?yàn)閬?lái)自溶劑回收和/或脫水裝置的廢氣經(jīng)常相對(duì)地匱乏雙氧并富含水蒸汽。更優(yōu)選地，從壓縮的環(huán)境空氣提供至少約50、或70、或90、或100重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)計(jì)量學(xué)量的雙氧，其中將所述壓縮的環(huán)境空氣供給至所述燃料的氧化反應(yīng)區(qū)。化學(xué)計(jì)量學(xué)量的雙氧是將供應(yīng)的燃料完全轉(zhuǎn)化成水和二氧化碳所需要的最小量。仍更優(yōu)選地，從壓縮的環(huán)境空氣提供小于至少約300、或200、或 150、或120重量百分?jǐn)?shù)的化學(xué)計(jì)量學(xué)量的雙氧，其中將所述壓縮的環(huán)境空氣供給至所述燃料的氧化反應(yīng)區(qū)。優(yōu)選地，氧化該燃料的峰值溫度是至少約300、或400、或600、或800°C。 優(yōu)選地，不使用氧化催化劑來(lái)促進(jìn)至少約10、或50、或80、或95重量百分?jǐn)?shù)所述燃料的氧化。優(yōu)選地，離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置的廢氣中至少約10、或50、或80、或95重量百分?jǐn)?shù)的VOC在離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)末級(jí)之前不被燃燒。除了增加渦輪膨脹機(jī)入口處的溫度和壓力之外，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本文中的公開(kāi)內(nèi)容也優(yōu)選用于增加抵達(dá)至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)裝置之入口的水蒸汽的質(zhì)量。這些組成因本文中與初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)、溶劑回收和/或脫水裝置和連接管道的設(shè)計(jì)及運(yùn)行有關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容而成為可能。優(yōu)選流入至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)工序的廢氣的組成包含每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約3. 0、或3. 3、或3. 5、或3. 6千克水。優(yōu)選流入至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)工序的廢氣的組成在相同位置處包含每千克廢氣至少約0. 38、或0. 42、或0. 44、或 0. 46千克水。優(yōu)選進(jìn)入至少一個(gè)渦輪膨脹機(jī)工序的入口中的廢氣的質(zhì)流是每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約6. 9、或7. 3、或7. 6、或7. 8千克。現(xiàn)在返回討論溶劑回收和/或脫水裝置。通常想要使來(lái)自含有至少一個(gè)烴基鍵的汽化化合物(本文中稱(chēng)作“揮發(fā)性有機(jī)化合物”和“V0C”)的反應(yīng)廢氣的回收最大化。如果不從廢氣回收，這些化合物不受歡迎地釋放至周?chē)h(huán)境，或更優(yōu)選地，大多在TOD中轉(zhuǎn)化成水蒸汽和二氧化碳。雖然TOD流出物是環(huán)境更友好的，但是來(lái)自溶劑回收和/或脫水裝置的VOC的損失仍是一項(xiàng)運(yùn)行成本。更具體地，通常希望限制進(jìn)入TOD的廢氣中pX、乙酸和乙酸甲酯的損失。這種損失最小化受到溶劑回收和/或脫水裝置中多種機(jī)械方法影響，但是分離作用最終地受熱動(dòng)力學(xué)和溶劑回收和/或脫水裝置中的能量支出控制。一般而言，更多的能量支出可以提供較低的VOC損失。這類(lèi)能量支出導(dǎo)致溶劑回收和/或脫水裝置中更低的溫度和/或更高的回流比。然而，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與TOD的燃料需求和渦輪膨脹機(jī)的軸功率回收整合一體時(shí)，有意增加揮發(fā)性有機(jī)化合物的損失超過(guò)其最小值產(chǎn)生了改良的總體工藝經(jīng)濟(jì)學(xué)。因此，優(yōu)選在處理如本文中所公開(kāi)的反應(yīng)廢氣的至少一個(gè)溶劑回收和/或脫水裝置中控制能量移出和能量損失。優(yōu)選從靠近反應(yīng)介質(zhì)的上表面形成反應(yīng)廢氣之處評(píng)價(jià)時(shí)， 至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的從溶劑回收和/或脫水裝置離開(kāi)的廢氣的溫度降低小于約50、或40、或30、或25°C。優(yōu)選用至少約0. 01、或0. 02、或0. 04、或0.08米厚度的保溫材料使包含溶劑回收和/或脫水裝置的管道、容器和控制機(jī)構(gòu)的至少約70、或90、或 95、或99%暴露的環(huán)境表面積絕緣，即便在渦輪膨脹機(jī)之后大量熱能最終釋放至周?chē)h(huán)境。 優(yōu)選從包含溶劑回收和/或脫水裝置的容器和/或管道的暴露環(huán)境表面積經(jīng)過(guò)的熱能損耗小于每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX約40、或20、或10、或5瓦特。優(yōu)選限制熱能回收，從而每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約1，000、 或100、或1、或0. 1瓦特?zé)崮軓墓に嚵黧w中經(jīng)過(guò)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面移出，所述的導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面位于靠近反應(yīng)介質(zhì)的上表面形成反應(yīng)廢氣之處，并且直至其中至少約80、 或90、或95、或99重量百分?jǐn)?shù)的雙氮已經(jīng)通過(guò)渦輪膨脹機(jī)裝置。已知的一些從反應(yīng)廢氣回收能量的設(shè)計(jì)包括通過(guò)在廢氣穿過(guò)渦輪膨脹機(jī)之前跨過(guò)導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面提取熱能以加熱和/或汽化公用流體而冷凝和回收溶劑。該公用流體隨后用于其他工序中軸功率的產(chǎn)生和/或熱能的傳輸。示例性公用熱傳輸和/或冷卻流體包括水液體和/或蒸氣、輕質(zhì)脂族烴液體和/或蒸氣、和/或空氣。優(yōu)選的是溶劑回收和/或脫水裝置在不添加共沸性分離化合物的情況下運(yùn)行。示例性共沸蒸餾化合物包含乙酸正丁酯和/或乙酸正丙酯。優(yōu)選的是溶劑回收和/或脫水裝置在凈添加每千克從反應(yīng)廢氣中回收的溶劑小于約0. 1、或0. 01、或0. 001、或0. 0001千克共沸蒸餾化合物的情況下運(yùn)行。優(yōu)選本發(fā)明的溶劑回收和/或脫水裝置包括高效率蒸餾裝置，其處理反應(yīng)廢氣中存在的至少約80、或90、或95、或99重量百分?jǐn)?shù)的不冷凝性氣體和/或雙氮。優(yōu)選該蒸餾裝置包括至少約20、或25、或30、或35個(gè)理想分離級(jí)。優(yōu)選經(jīng)過(guò)該蒸餾裝置的廢氣的摩擦流壓損失小于約60、或40、或20、或10千帕。優(yōu)選任意蒸餾塔板具有每個(gè)塔板小于約1，200、 或900、或700、或500帕斯卡的低壓力降設(shè)計(jì)，盡管這不便地限制此類(lèi)塔板的運(yùn)行范圍度 (turndown)。更優(yōu)選使用如本領(lǐng)域已知的結(jié)構(gòu)化填充物，即便有昂貴耐腐蝕冶金學(xué)的需要和還有某些金屬(包括鈦)的潛在可燃性。優(yōu)選使用至少兩種不同的容器直徑構(gòu)筑該蒸餾裝置，其中上段的最大水平直徑比下段中存在直到至少約4米高度并且處理反應(yīng)廢氣中至少約80、或90、或95、或99重量百分?jǐn)?shù)雙氮的最大水平直徑小約1. 0、或0. 96、或0. 92、或 0. 90 倍。在離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)后，優(yōu)選至少一部分廢氣氣體在本文稱(chēng)作廢氣冷凝器的至少一個(gè)熱交換裝置中冷卻，因而產(chǎn)生本文稱(chēng)作回流液并基本上包含水的液體，所述液體的至少一部分被送至所述溶劑回收和/或脫水裝置。優(yōu)選在廢氣冷凝器入口處的多個(gè)優(yōu)選溫度范圍、壓力和/或組成與渦輪膨脹機(jī)末級(jí)的出口處相同。優(yōu)選在該廢氣冷凝器中廢氣的摩擦流壓損失小于約16、或12、或8、或4千帕。在沒(méi)有廢氣再壓縮工序的情況下運(yùn)行時(shí)，優(yōu)選離
13開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣壓力是至少約0. 02、或0. 08、或0. 12、或0. 16表巴。在沒(méi)有廢氣再壓縮工序的情況下運(yùn)行時(shí)，優(yōu)選離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣壓力小于約0. 6、或0. 5、或0. 4、 或0.3表巴。在任選的廢氣再壓縮工序的情況下運(yùn)行時(shí)，優(yōu)選離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣壓力是至少約-0. 8、或-0. 7、或-0. 6、或-0. 5表巴。在任選的廢氣再壓縮工序的情況下運(yùn)行時(shí)，優(yōu)選離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣壓力小于約0. 1、或0.0、或-0. 1、或-0.2表巴。優(yōu)選離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣溫度是至少約30、或40、或50、或60°C。優(yōu)選離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣溫度小于約110、或100、或90、或80°C。優(yōu)選降低離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣溫度低于渦輪膨脹機(jī)出口溫度至少約10、或20、或30、或35°C。優(yōu)選降低離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣溫度在低于渦輪膨脹機(jī)出口溫度小于約100、或80、或70、或60°C。優(yōu)選在該廢氣冷凝器中移出每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約3，100、或2，900、或2，700、或2，500瓦特?zé)崮?。?yōu)選在該廢氣冷凝器中移出每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約1，600、 或1，800、或2，000、或2，100瓦特?zé)崮堋＿x擇并且控制回流量和溫度以使進(jìn)入渦輪膨脹機(jī)的水蒸汽最大化，從而平衡離開(kāi)冷凝器的廢氣中VOC的損失最小化。優(yōu)選抵達(dá)溶劑回收和/或脫水裝置的回流液的流量包含在氧化反應(yīng)器中所產(chǎn)生的每千克TPA生成水至少約7. 0、或8. 0、或8. 5、或9. 0千克液態(tài)水，其中所述的氧化反應(yīng)器由該溶劑回收和/或脫水裝置供給。優(yōu)選抵達(dá)溶劑回收和/或脫水裝置的回流液的流量包含在氧化反應(yīng)器中所產(chǎn)生的每千克TPA生成水小于約12. 0、或 11. 0、或10. 5、或10. 0千克液態(tài)水，其中所述的氧化反應(yīng)器由該溶劑回收和/或脫水裝置供給。優(yōu)選抵達(dá)溶劑回收和/或脫水裝置的回流液的流量包含離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置的每千克水蒸汽至少約0. 70、或0. 75、或0. 79、或0. 82千克液態(tài)水。優(yōu)選抵達(dá)溶劑回收和/或脫水裝置的回流液的流量包含離開(kāi)溶劑回收和/或脫水裝置的每千克水蒸汽小于約
0.98*、或0. 96、或0. 92、或0. 90千克液態(tài)水C在任選直接燃燒燃料的情況下運(yùn)行時(shí)，更多的水質(zhì)量因燃料燃燒而形成)。優(yōu)選供給至溶劑回收和/或脫水裝置的回流液的溫度是至少約40、或50、或55、或60°C。優(yōu)選供給至溶劑回收和/或脫水裝置的回流液的溫度被冷卻低于廢氣中離開(kāi)冷凝器的水蒸汽的溫度小于約40、或30、或20、或10°C。本發(fā)明人注意到，根據(jù)本發(fā)明將廢氣冷凝器設(shè)置在這樣低的壓力上大大地增加廢氣在冷凝器入口和出口處的體積。除非使用直徑非常大的管道，流動(dòng)速度和摩擦壓力降是不希望的。因此，優(yōu)選在渦輪膨脹機(jī)出口與廢氣冷凝器入口之間的廢氣管道具有至少約
1.2、或1. 5、或1. 8、或2. 1米直徑，所述直徑對(duì)由多種昂貴耐腐蝕金屬和金屬合金制成的承壓工藝管道是相當(dāng)大的。為降低管道直徑和成本，優(yōu)選在渦輪膨脹機(jī)出口與廢氣冷凝器入口之間管道內(nèi)的廢氣表觀(guān)速度是每秒至少約30、或40、或50、或60米。這些速度對(duì)于侵蝕來(lái)說(shuō)是非?？斓墓艿浪俣?，尤其對(duì)靠近其露點(diǎn)的腐蝕性工藝氣體，并且針對(duì)露點(diǎn)需要細(xì)心控制。在廢氣冷凝器出口處，小液滴的確定存在了增加侵蝕和腐蝕的可能性，并且優(yōu)選限制這些管道中的表觀(guān)速度至每秒小于約30、或25、或20、或15米直至進(jìn)入除去液體的分離裝置，如本文其他處公開(kāi)。本發(fā)明人還注意到，根據(jù)本發(fā)明在低壓力下操作廢氣冷凝器迫使利用較低的工藝溫度以冷凝所需要量的回流液。較低的工藝溫度迫使更接近于冷卻流體的溫度，并且較低的工藝壓力造成工藝側(cè)面上降低的膜傳熱系數(shù)。全部因素迫使一般包含多種昂貴耐腐蝕金屬和金屬合金的導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面的面積增加。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的一些方面排出優(yōu)選量的水蒸汽至周?chē)h(huán)境時(shí)，本發(fā)明廢氣冷凝器的設(shè)計(jì)難題和成本仍進(jìn)一步增加。在新或完好的導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面、于降低的生產(chǎn)率上產(chǎn)生TPA時(shí)較低的質(zhì)流通量和/或能量負(fù)荷(energy duties)和在多變冷卻介質(zhì)溫度的情況下運(yùn)行時(shí)，排出所選擇量的水蒸汽導(dǎo)致需要有意地控制在廢氣冷凝器中所移出的能量的量，其中所述的多變冷卻介質(zhì)溫度是常有之事，例如，因每日和季節(jié)性環(huán)境變化所致?？刂茝U氣冷凝器裝置的特殊難題是大部分冷卻塔水系統(tǒng)含有相當(dāng)量的溶解的固體物，其中所述溶解的固體物因環(huán)境空氣的蒸發(fā)性冷卻作用大大濃縮。當(dāng)調(diào)節(jié)這種冷卻水的流量以控制廢氣冷凝器的工藝溫度時(shí)，離去的冷卻水的溫度上升。如果這種冷卻水的溫度上升太高，則一些溶解的固體物析出。不幸地，許多高度耐蝕性金屬合金被迅速侵蝕并且因結(jié)節(jié)狀沉積物下方的孔蝕而穿孔。因此，本發(fā)明人公開(kāi)了本發(fā)明廢氣冷凝器的以下優(yōu)選實(shí)施方式。如本文中所用，“冷凝器廢氣”包含其中至少一部分已經(jīng)在至少一個(gè)廢氣冷凝器中被處理的廢氣。優(yōu)選產(chǎn)生液態(tài)水的所述廢氣冷凝器包含空氣冷卻作用，其中環(huán)境空氣與含有該廢氣的導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面接觸。優(yōu)選的是使用壓力送風(fēng)機(jī)來(lái)移動(dòng)空氣流穿過(guò)含有該廢氣的導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面。優(yōu)選的是使用風(fēng)扇速度、風(fēng)扇葉距、氣流控制百葉窗和/或其他氣流量和/或空氣溫度控制裝置響應(yīng)于由任何在線(xiàn)測(cè)量法(例如，紅外組成分析)測(cè)定的至少一個(gè)工藝變量調(diào)節(jié)廢氣冷卻作用的量，例如，冷凝器廢氣的溫度和/或壓力；冷凝器液體的溫度和/或流速；冷凝器廢氣和/或冷凝物的化學(xué)組成。更優(yōu)選產(chǎn)生液態(tài)水的所述廢氣冷凝器包含與含有該廢氣的導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面接觸的冷卻水。優(yōu)選的是使用冷卻水流速、冷卻水入口溫度和/或冷卻水出口溫度來(lái)響應(yīng)于由任何在線(xiàn)測(cè)量法(例如，紅外組成分析)測(cè)定的至少一個(gè)工藝變量調(diào)節(jié)廢氣冷卻作用的量，例如，冷凝器廢氣的溫度和/或壓力；冷凝器液體的溫度和/或流速；冷凝器廢氣和/或冷凝物的化學(xué)組成。優(yōu)選至少一部分離開(kāi)所述水冷卻熱交換裝置的冷卻水具有至少約50、或60、或70、或80°C的溫度。優(yōu)選該冷卻水包含因直接接觸于環(huán)境空氣而冷卻的水。 更優(yōu)選該冷卻水是“閉環(huán)冷卻水”。優(yōu)選該閉環(huán)冷卻水包含減少量的總?cè)芙夤腆w物(TDS)， 例如，去離子水或蒸氣冷凝物。優(yōu)選從熱交換裝置中的閉環(huán)冷卻水移出至少一部分的熱，其中所述的熱交換裝置包含因直接接觸于環(huán)境空氣而冷卻的公用冷卻水。優(yōu)選從板框式熱交換裝置中的所述閉環(huán)冷卻水移出至少一部分的熱。任選地，優(yōu)選至少一部分導(dǎo)熱隔絕性熱交換界面不時(shí)地響應(yīng)于由任何在線(xiàn)測(cè)量法 (例如，紅外組成分析)測(cè)定的至少一個(gè)工藝變量；例如，冷凝器廢氣的溫度和/或壓力；冷凝器液體的溫度和/或流速；冷凝器廢氣和/或冷凝物的化學(xué)組成而免受負(fù)載。該表面部通過(guò)不與流動(dòng)的廢氣和/或流動(dòng)的公用冷卻流體接觸而免受負(fù)載。用于控制廢氣冷凝器中所移出能量的量的任選方式是使一部分渦輪膨脹機(jī)廢氣繞過(guò)該冷凝器，如US 6, 504,051中所公開(kāi)，該專(zhuān)利的完整公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入。然而，這種氣體繞過(guò)產(chǎn)生新的問(wèn)題，即便滿(mǎn)足了調(diào)節(jié)和控制能量移出的需求。首先，這種繞過(guò)密切影響物質(zhì)平衡以及能量平衡，因?yàn)槿軇┢麣獠粡睦@過(guò)的廢氣中輕易冷凝。如果太多或太少氣體繞過(guò)，在尋求滿(mǎn)足能量平衡的同時(shí)，水平衡因溶劑回收系紊亂，從而使回收的溶劑變得太濕或太干；并且還存在向環(huán)境和/或TOD傳送的VOC量的紊亂。其次，為在共享的共用環(huán)境處理裝置中處理，希望再合并冷凝器廢氣和繞過(guò)的廢氣。然而，這種合并存在問(wèn)題，因?yàn)檩^冷的液體飽和的氣體流與較暖的液體飽和的氣體合并時(shí)，一般產(chǎn)生氣溶膠霧。 證明這種氣溶膠在管道和設(shè)備中孔蝕方面是危險(xiǎn)的，因?yàn)樵摎馊苣z易于集結(jié)為更涼和/或更小湍流表面上的小滴。在限制壓力降和/或熱能輸入的同時(shí)，從高速工藝物流中快速除去這種氣溶膠是難以實(shí)現(xiàn)的，盡管提供更長(zhǎng)的分離時(shí)間時(shí)，這種霧可以輕易地融合以降下小液滴。因此，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明以下的優(yōu)選實(shí)施方式。在離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)后，至少一部分的廢氣氣體繞過(guò)至少一個(gè)廢氣冷凝器以使用一個(gè)或多個(gè)以下優(yōu)選的方面形成“繞過(guò)的廢氣”。優(yōu)選將所述繞過(guò)的廢氣在包含導(dǎo)熱絕緣熱交換界面的熱交換裝置中與離開(kāi)廢氣冷凝器、進(jìn)入TOD和/或釋放至周?chē)h(huán)境的廢氣合并之前冷卻小于約60、或50、或30、或 10°C。優(yōu)選所述的繞過(guò)廢氣是至少約1、或2、或4、或8重量百分?jǐn)?shù)的離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)的全部廢氣。優(yōu)選所述的繞過(guò)廢氣是小于約50、或40、或30、或20重量百分?jǐn)?shù)的離開(kāi)渦輪膨脹機(jī)的全部廢氣。優(yōu)選的是使用所述繞過(guò)廢氣的流速來(lái)響應(yīng)于由任何在線(xiàn)測(cè)量法(例如，紅外組成分析)測(cè)定的至少一個(gè)工藝變量調(diào)節(jié)廢氣冷卻作用的量；例如，冷凝器廢氣的溫度和/ 或壓力；冷凝器液體的溫度和/或流速；冷凝器廢氣和/或冷凝物的化學(xué)組成。優(yōu)選所述的繞過(guò)廢氣在釋放至周?chē)h(huán)境之前與至少一部分已經(jīng)離開(kāi)廢氣冷凝器的廢氣合并以形成“混合的廢氣”。優(yōu)選的是利用以下特征至少之一"分離裝置"處理至少一部分冷凝器廢氣，因而產(chǎn)生“分離廢氣”。優(yōu)選地，至少約10、50、98、99.9重量百分?jǐn)?shù)的進(jìn)入該分離裝置的液體被分離，并且離開(kāi)與小于約50、或95、或99、或99. 8重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自該分離裝置低于80、 或60、或40、或10%高度的開(kāi)口中的廢氣雙氮混合。優(yōu)選地，該分離裝置的至少一部分位于低于至少一個(gè)廢氣冷凝器的高程上，其中所述的廢氣冷凝器提供氣加液多相流體至該分離裝置中。優(yōu)選地，液態(tài)水從源自廢氣冷凝器的流體入口以下的出口離開(kāi)該分離裝置。優(yōu)選地，廢氣在該分離裝置中的表觀(guān)垂直速度在最大水平直徑的平面上小于每秒約4、或3、或 2、或1米。優(yōu)選地，廢氣在該分離裝置中的表觀(guān)水平速度在最大垂直直徑的平面上小于每秒約6、或5、或4、或3米。優(yōu)選地，廢氣在該分離裝置中的平均停留時(shí)間小于約20、或13、 或8、或5秒。優(yōu)選地，廢氣在該分離裝置中的平均停留時(shí)間是至少約0. 5、或1. 0、或1. 5、或 2.0秒。優(yōu)選地，液體在該分離裝置內(nèi)部的平均停留時(shí)間是至少約0.5、或2、或4、或8分鐘。 優(yōu)選地，液體在該分離裝置內(nèi)部的平均停留時(shí)間小于約60、或48、或M、或12分鐘。優(yōu)選地，在該分離裝置內(nèi)部包括至少一個(gè)移去液體的沖擊表面，而非壓力隔離界面。優(yōu)選地，與通過(guò)分離裝置的廢氣接觸的固體表面積是每千克離開(kāi)該分離裝置的廢氣至少約0. 0005、或 0. 001、或0. 002、或0. 004平方米。優(yōu)選地，至少一部分的通過(guò)分離裝置的廢氣接觸每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約0. 001、或0. 005、或0. 01、或0. 02平方米非壓力隔離的固體表面積。優(yōu)選地，從分離廢氣移出至少約70、或80、或90%的在進(jìn)入分離裝置廢氣存在的小于至少約500、或200、或75、或25微米的小液滴。本發(fā)明人公開(kāi)了分離裝置的這些各個(gè)優(yōu)選特征是在具有或沒(méi)有繞過(guò)廢氣的情況下處理冷凝器廢氣的分離裝置中優(yōu)選的。優(yōu)選在TOD中處理至少一部分繞過(guò)的廢氣，其中所述的TOD也處理至少一部分已經(jīng)離開(kāi)廢氣冷凝器的廢氣。更優(yōu)選地，至少一部分繞過(guò)的廢氣在進(jìn)入TOD之前與至少一部分冷凝器廢氣合并以形成混合的廢氣。最優(yōu)選地，添加熱能以提高所述混合廢氣在進(jìn)入TOD 裝置之前的溫度。這種加熱降低了廢氣管道、容器和其他其余密封物中的冷凝，并且因而使結(jié)構(gòu)材料的成本最小化。可以整體或部分地添加這種熱能至所述的混合廢氣流、至所述繞
16過(guò)的廢氣流或至所述的該冷凝器出口廢氣流。優(yōu)選該混合廢氣的溫度高于離開(kāi)該廢氣冷凝器的廢氣的溫度至少約10、或20、或40、或60°C。本發(fā)明人公開(kāi)了根據(jù)該方面而優(yōu)選添加熱能至分離廢氣，甚至在沒(méi)有繞過(guò)的廢氣情況下。優(yōu)選如下安置廢氣冷凝器和分離裝置，以同時(shí)補(bǔ)償泵送冷卻水至高標(biāo)高程(high elevation)的成本、高大結(jié)構(gòu)和支撐物的成本和促使冷凝的液體在廢氣冷凝器和/或分離裝置中和/或穿過(guò)廢氣冷凝器和/或分離裝置自流的高程儲(chǔ)備。優(yōu)選最低冷卻的表面在至少一個(gè)廢氣冷凝器中的高程在地面高程之上小于約50、或30、或20、或10米。優(yōu)選最高冷卻的表面在至少一個(gè)廢氣冷凝器中的高程是在地面高程之上至少約6、或9、或12、或15米。 優(yōu)選液體庫(kù)存在分離裝置內(nèi)部的高程是在周?chē)孛娴牡孛娓叱讨现辽偌s0. 5、或1、或2、 或3米。優(yōu)選液體庫(kù)存在分離裝置內(nèi)部的高程在土地地面高程之上小于約20、或15、或10、 或5米。根據(jù)本文中公開(kāi)內(nèi)容聯(lián)合來(lái)自廢氣渦輪膨脹機(jī)的改良功率回收和/或TOD的自加熱，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從排出的廢氣中留下的增加量的水蒸汽而產(chǎn)生的令人吃驚的益處， 盡管有更大的VOC損失，所述的VOC損失經(jīng)常伴隨這種增加量的水蒸汽。因此，本發(fā)明人公開(kāi)了 “排出的水蒸汽”的以下優(yōu)選實(shí)施方式，其中所述排出的水蒸汽存在于冷凝器廢氣、分離廢氣和/或TOD入口廢氣中。優(yōu)選排出的水蒸汽小于約400、或300、或250、或200重量百分?jǐn)?shù)的TPA生成水。這避免了在一次完全渦輪膨脹機(jī)功率循環(huán)中汽化水液體方面支出太多氧化反應(yīng)熱，伴有在TOD中處理的后續(xù)資本成本和運(yùn)行成本并且沒(méi)有溶劑回收和/或脫水裝置的回流供應(yīng)量的同時(shí)增加。優(yōu)選排出的水蒸汽是至少約100、或110、或130、或150 重量百分?jǐn)?shù)的TPA生成水。為避免使回收溶劑系統(tǒng)過(guò)度脫水并因而擾亂氧化反應(yīng)條件，在本文中公開(kāi)了超過(guò)TPA生成水的水量的優(yōu)選來(lái)源。優(yōu)選的是超過(guò)TPA生成水的排出水蒸汽包含至少一部分如下水，其中所述的水已經(jīng)進(jìn)入帶有氧化劑供應(yīng)、更優(yōu)選壓縮的環(huán)境空氣的工藝。在本文其他處公開(kāi)了進(jìn)入壓縮空氣的水蒸汽的優(yōu)選量。優(yōu)選的是超過(guò)TPA生成水的排出的水蒸汽包含至少一部分因芳族物質(zhì)和溶劑過(guò)度氧化所形成的水。優(yōu)選排出的水蒸汽包含每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約0. 05、或0. 10、或0. 15千克因芳族物質(zhì)和溶劑過(guò)度氧化所形成的水。優(yōu)選排出的水蒸汽包含每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約0. 05、或0. 04、或0. 03千克因芳族物質(zhì)和溶劑過(guò)度氧化所形成的水。優(yōu)選超過(guò)TPA生成水的排出的水蒸汽包含因加壓蒸氣(至少約50，90，95、99重量百分?jǐn)?shù)的水，至少約110、或140、或180、或220°C )注入包含液體溶劑的工藝流所形成的水。優(yōu)選的應(yīng)用包括蒸氣作為熱能來(lái)源和作為管道、孔口和設(shè)備的沖洗介質(zhì)。優(yōu)選的是超過(guò)TPA生成水的排出的水蒸汽包含至少一部分用來(lái)洗滌通風(fēng)口的水，其中所述的通風(fēng)口隨后釋放氣體至周?chē)h(huán)境。優(yōu)選的是超過(guò)TPA生成水的排出的水蒸汽包含至少一部分作為包含美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4，939，297,US 7，351，396和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2005-0038288中公開(kāi)內(nèi)容的溶劑純化和/或催化劑回收工藝中共沸分離助劑所使用的水。優(yōu)選的是超過(guò)TPA生成水的排出的水蒸汽包含至少一部分因燃料氧化所形成的水，此時(shí)所述燃料任選地使用加熱來(lái)自溶劑回收和/或脫水裝置的出口與來(lái)自渦輪膨脹機(jī)的出口之間的廢氣。優(yōu)選的是超過(guò)TPA生成水的排出的水蒸汽包含至少一部分水，其中所述的水來(lái)自臨近的PET工藝并且在TOD出口之前，更優(yōu)選地在TOD入口之前進(jìn)入TPA工藝。優(yōu)選如此安置該P(yáng)ET工藝，從而距所述TPA工藝的最小水平距離小于約1800、900、300、100米。優(yōu)選使用來(lái)自所述TPA工藝的TPA產(chǎn)物，該P(yáng)ET工藝形成至少一部分的PET。優(yōu)選將至少一部分的所述TPA產(chǎn)物在從對(duì)二甲苯、對(duì)甲苯甲醛和/或?qū)谆姿嵝纬珊笮∮诩s72、或M、或 12、或4小時(shí)范圍內(nèi)送入所述臨近PET工藝的反應(yīng)介質(zhì)中。優(yōu)選來(lái)自該P(yáng)ET工藝的水是每千克TPA生成水至少約0. 02、或0. 2、或0. 3、或0. 4千克。優(yōu)選來(lái)自該P(yáng)ET工藝的水是每千克TPA生成水小于約1. 1、或0. 9、或0. 7、或0. 6千克。優(yōu)選TOD通過(guò)包含一氧化碳和VOC的廢氣化合物的氧化，尤其通過(guò)乙酸甲酯的氧化而自供燃燒(self-fueled)。優(yōu)選廢氣的燃料含量是進(jìn)入TOD的全部燃料含量的至少約 60、70、80、90%。將燃料含量評(píng)價(jià)為產(chǎn)生包含水蒸汽和二氧化碳?xì)怏w的蒸氣相產(chǎn)物的氧化反應(yīng)熱。優(yōu)選廢氣的燃料含量小于約160、或140、或120、或110%最小燃料含量，其中所述的最小燃料含量是運(yùn)行無(wú)冷卻裝置的TOD所需要的最小燃料含量，例如可感知的空氣或其它氣體/蒸氣加熱，和/或可感知或潛熱式的水或其它液體加熱，無(wú)論是通過(guò)混合物質(zhì)直接加熱，還是通過(guò)導(dǎo)熱絕緣熱交換表面間接地加熱。根據(jù)以下的公開(kāi)內(nèi)容，優(yōu)選TOD有效地、甚至主要地由廢氣中的乙酸甲酯供給燃料。乙酸甲酯是在乙酸中將pX液相氧化成TPA的已知副產(chǎn)物。用于分離乙酸甲酯并隨后用水使其水解以回收乙酸溶劑和副產(chǎn)物甲醇流出物的技術(shù)是本領(lǐng)域已知。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高效的TPA合成系統(tǒng)(例如US 2007(^93699和US 20070208191 (所述專(zhuān)利的完整公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入)造成乙酸甲酯的凈形成率有效降低。廢氣中的CO組分具有相對(duì)低的熱值，并且廢氣經(jīng)常含有相對(duì)少量的MeBr和乙酸。乙酸甲酯提供有用的燃料含量至TOD以實(shí)現(xiàn)所需要的溫度和包括乙酸甲酯本身在內(nèi)的污染物的分解效率。如果廢氣的燃料含量太低，則必須供應(yīng)補(bǔ)充性燃料(例如甲烷、甲醇、燃料油)至TOD以實(shí)現(xiàn)所需要的溫度和污染物的分解效率。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)乙酸甲酯在分離廢氣中在以下的優(yōu)選范圍內(nèi)，即針對(duì)進(jìn)一步抑制乙酸甲酯的形成和/或通過(guò)分離和水解回收其乙酸內(nèi)容物的資本成本和運(yùn)行成本有效補(bǔ)償TOD中乙酸甲酯的燃料值。優(yōu)選分離廢氣和/或進(jìn)入TOD的廢氣中的乙酸甲酯含量是每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約0. 003、或0. 005、或0. 007、或0. 008千克。 優(yōu)選分離廢氣和/或進(jìn)入TOD的廢氣中的乙酸甲酯含量是每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約0. 030、或0. 025、或0. 020、或0. 015千克。優(yōu)選的是乙酸甲酯提供至少約 20、或30、或40、或50%的進(jìn)入TOD的全部燃料含量。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選分離廢氣和/或進(jìn)入TOD的廢氣中的乙酸甲酯和/或甲醇含量是每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX小于約0. 030、或0. 025、或0. 020、或0. 015千克。優(yōu)選的是乙酸甲酯提供至少約20、或30、或40、或50%的進(jìn)入TOD的全部燃料含量。優(yōu)選分離廢氣和/或進(jìn)入TOD的廢氣中的乙酸含量小于每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約0. 005、或0. 004、或0. 003、或0. 002千克。優(yōu)選的是分離廢氣和/或進(jìn)入TOD的廢氣中的二氧化碳含量小于約0. 45、或0. 40、或0. 35、或0. 30摩爾百分?jǐn)?shù)，以?xún)H不冷凝性氣態(tài)化合物在干物質(zhì)基礎(chǔ)上評(píng)價(jià)所述摩爾百分?jǐn)?shù)。然而，不希望浪費(fèi)TOD中的太多能量，無(wú)論是廢氣中固有的可燃燒性燃料或添加的燃料。因此，優(yōu)選TOD釋放的總?cè)紵芰渴敲壳Э诉M(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的pX小于
18600、或500、或450、或400千焦耳。這種少量所需要的燃燒熱通過(guò)由現(xiàn)有技術(shù)中已知的各種裝置提供在TOD出口附近熱且未處理的廢氣與該TOD進(jìn)口附近的未處理廢氣之間的高效熱集成來(lái)實(shí)現(xiàn)。用如本文中所公開(kāi)的操作方法和廢氣組合物適當(dāng)?shù)乜刂迫紵裏岬墓?yīng)。優(yōu)選的是 TOD以至少約200、或400、或600、或800°C的內(nèi)部峰值溫度運(yùn)行。優(yōu)選的是進(jìn)入TOD的廢氣中至少約94、或96、或98、或99摩爾百分?jǐn)?shù)的碳在離開(kāi)TOD前被氧化成C02。最優(yōu)選地，本文全部公開(kāi)內(nèi)容中的TOD裝置是蓄熱式熱氧化(Regenerative Thermal Oxidative, RTO)
直ο在移出和/或降解氧化反應(yīng)廢氣中的一氧化碳和VOC污染物后，許多位置需要從處理的廢氣中大量除去溴。這種溴減少經(jīng)常通過(guò)水洗滌來(lái)自TOD的處理廢氣進(jìn)行，例如，使用氫氧化鈉和亞硫酸氫鈉的水溶液對(duì)廢氣的液體洗滌以產(chǎn)生溴化鈉鹽。隨時(shí)間推移，多種鹽的濃度累積于洗滌器水中，并且必須提供流出物卸料連同補(bǔ)償更純的水。優(yōu)選地，該廢氣洗滌器補(bǔ)償水是濾過(guò)的水。更優(yōu)選地，該洗滌器補(bǔ)償水是去礦化水、去離子水和/或水汽冷凝物。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基本上包含水的該洗滌器液態(tài)卸料流出物有利地用作公用水， 例如，冷卻塔補(bǔ)償水。因此，優(yōu)選使用每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約0. 01、 或0. 05千克的廢氣洗滌器液態(tài)廢水作為公用水，而非將該洗滌器水排放至廢水處理裝置和/或直接地排放至周?chē)h(huán)境。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，從包含氧化反應(yīng)介質(zhì)的生產(chǎn)設(shè)施獲得的任何廢水可以按每千克進(jìn)料給至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX約0. 01至0. 05 千克廢水用作公用水，而非將公用水排放至廢水處理裝置和/或直接地排放至周?chē)h(huán)境。在任選和更優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明包括合并氧化反應(yīng)廢氣，其包括初級(jí)及次級(jí)氧化反應(yīng)器源，以借助共享的聯(lián)合溶劑回收和/或脫水裝置、渦輪膨脹機(jī)裝置、冷凝器裝置、分離裝置、TOD和/或溴洗滌器處理。就能量回收而言不希望地是，次級(jí)反應(yīng)介質(zhì)的運(yùn)行壓力和溫度經(jīng)常極不同于初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)，有時(shí)顯著高于初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)和/或彼此間不同。更高壓力的反應(yīng)廢氣跨過(guò)降壓閥單純膨脹至較低壓力的廢氣通常消耗大量的熵，造成產(chǎn)生軸功的后續(xù)能力損失。然而， 本發(fā)明有效地保留在渦輪膨脹機(jī)入口處的合并廢氣中的焓，并且合并的廢氣流有效地先于 TOD混合CO燃料值和VOC燃料值。優(yōu)選加工來(lái)自共享的共用溶劑回收和/或脫水裝置、渦輪膨脹機(jī)裝置、冷凝器裝置、分離裝置、TOD和/或溴洗滌器內(nèi)至少兩個(gè)不同反應(yīng)介質(zhì)中的廢氣。優(yōu)選的是至少部分的所述不同反應(yīng)介質(zhì)彼此水平地相隔小于約1，000、或500、或300、或150米?！凹傻墓に嚒币庵甘褂弥辽僖粋€(gè)件共有設(shè)備合并和處理來(lái)自?xún)煞N不同工藝/設(shè)施的進(jìn)料流或產(chǎn)物，其中所述的共有設(shè)備選自由渦輪膨脹機(jī)裝置、冷凝器裝置、分離裝置、TOD和/或溴洗滌器所組成的組。當(dāng)形成廢氣混合物時(shí)，優(yōu)選的是該混合物中源自次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的全部廢氣的量小于該混合物中源自初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的全部廢氣的量。在初級(jí)與次級(jí)廢氣的混合物中，優(yōu)選的是從次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)生成的廢氣包含小于約20、或10、或5、或2重量百分?jǐn)?shù)的合并廢氣質(zhì)量，且小于約20、或10、或5、或2重量百分?jǐn)?shù)的合并廢氣的雙氮質(zhì)量。在初級(jí)與次級(jí)廢氣的混合物中，優(yōu)選的是從次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)生成的廢氣包含至少約0. 1、或0.2、或0. 4、或0. 8重量百分?jǐn)?shù)的合并廢氣質(zhì)量，且小于約0. 1、或.2、或0. 4、或0. 8重量百分?jǐn)?shù)的合并廢氣的雙氮質(zhì)量。優(yōu)選的是至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自至少一個(gè)次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣與至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣合并以在共享的共用溶劑回收和/或脫水裝置、渦輪膨脹機(jī)裝置、冷凝器裝置、分離裝置、TOD和/或溴洗滌器中處理。優(yōu)選至少一部分來(lái)自該次級(jí)介質(zhì)的廢氣在至少約160、 或175、或190、或200°C的溫度下形成。優(yōu)選至少一部分來(lái)自該次級(jí)介質(zhì)的廢氣在小于約 250、或M0、或230、或220°C的溫度下形成。優(yōu)選至少一部分來(lái)自該次級(jí)介質(zhì)的廢氣在至少約7、或10、或13、或16絕壓的壓力下形成。優(yōu)選至少一部分來(lái)自該次級(jí)介質(zhì)的廢氣在小于約40、或34、或觀(guān)、或M帕的壓力下形成。優(yōu)選至少一部分來(lái)自?xún)蓚€(gè)不同次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣相互合并且與至少一部分來(lái)自初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣合并，以在共享的共用溶劑回收和/或脫水裝置、渦輪膨脹機(jī)裝置、冷凝器裝置、分離裝置、TOD和/或溴洗滌器中處理。優(yōu)選至少一部分來(lái)自至少一個(gè)次級(jí)介質(zhì)的廢氣在比一部分來(lái)自所述初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的所述廢氣高小于約20、或15、或10、或5°C的溫度下形成。優(yōu)選至少一部分來(lái)自一個(gè)次級(jí)介質(zhì)的廢氣在比一部分來(lái)自所述初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的所述廢氣和/或一部分來(lái)自不同次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的所述廢氣高至少約20、或15、或10、或5°C的溫度下形成。優(yōu)選至少一部分來(lái)自一個(gè)次級(jí)介質(zhì)的所述廢氣在與一部分來(lái)自不同次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的所述廢氣相差小于約20、或15、或 10、或5°C的溫度下形成。優(yōu)選所述反應(yīng)廢氣至少之一來(lái)自與一部分所述該初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)水平地相隔小于約60、或20、或8、或2米的次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選所述反應(yīng)廢氣至少之一來(lái)自與一部分所述該初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)水平地相隔至少約4、或8、或16、或32米的次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)。優(yōu)選在共享的共用溶劑回收和/或脫水裝置、渦輪膨脹機(jī)裝置、冷凝器裝置、分離裝置、TOD和/或溴洗滌器中處理來(lái)自至少一個(gè)次級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣中至少約40、 或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的雙氮，其中所述雙氮與來(lái)自初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣中的至少約40、或60、或80、或90重量百分?jǐn)?shù)的雙氮合并。本發(fā)明的如下方法是優(yōu)選的產(chǎn)生粗制TPA的方法，其中總一元羧酸雜質(zhì)包含至少約1，000、或2，000、或4，000、或6，OOOppmw ；產(chǎn)生純化TPA的方法，其中總一元羧酸雜質(zhì)包含至少約約1，000、或500、或300、或200ppmw ；和以任意相對(duì)比率同時(shí)產(chǎn)生粗制和純化 TPA的方法。一元羧酸雜質(zhì)特別地包括苯甲酸、對(duì)甲基甲酸和4-羧基苯甲酸。本發(fā)明在此更優(yōu)選產(chǎn)生具有小于約4.0、或3. 5、或3.0、或2. 5 b*單位的b*色的純化TPA。如本文中所用的b*值是一種使用反射模式在分光光度儀器(如Hunter Ultrascan XE 儀(Hunter Associates Laboratory, Inc. ,11491 Sunset Hills Road, Reston, VA 20190-5280，www. hunterlab. com))上度量的顏色屬性。正讀數(shù)表明黃色的程度(或藍(lán)色的吸收率)，同時(shí)負(fù)讀數(shù)表明藍(lán)色的程度(或黃色的吸收率)。本文中的發(fā)明在所公開(kāi)內(nèi)容的全部方面適用于通過(guò)間位種類(lèi)代替對(duì)位種類(lèi)(例如，mX代替pX、IPA代替TPA、間甲基甲酸代替對(duì)甲基甲酸和3-羧基苯甲酸代替4-羧基苯甲酸)而將間二甲苯(mX)轉(zhuǎn)化成間苯二甲酸(IPA)的方法。這種延伸適用于獨(dú)立制造IPA 的工藝。這種延伸也部分和/或完全地適用于同時(shí)制造TPA和IPA的聯(lián)合工藝。
當(dāng)至少一個(gè)反應(yīng)介質(zhì)中的主要芳香族種類(lèi)發(fā)生對(duì)位取代并且至少一個(gè)其他反應(yīng)介質(zhì)中的主要芳香族種類(lèi)發(fā)生間位取代時(shí)，與合并來(lái)自不同反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣以在至少一個(gè)溶劑回收和/或脫水裝置、渦輪膨脹機(jī)、冷凝器、分離裝置、TOD和/或溴洗滌器中處理有關(guān)的本發(fā)明方面也在全部方面適用。從至少一部分源于氧化一種二甲苯的反應(yīng)廢氣中所回收的溶劑隨后72、或48、或24、或12小時(shí)范圍內(nèi)在氧化其余二甲苯的反應(yīng)介質(zhì)中使用時(shí)， 與回收溶劑有關(guān)的本發(fā)明全部方面也適用。當(dāng)至少一部分通過(guò)與固體產(chǎn)物(其優(yōu)勢(shì)地是一種芳香族二元羧酸)分離所形成的濾液溶劑隨后72、或48、或M、或12小時(shí)范圍內(nèi)在氧化其余二甲苯的反應(yīng)介質(zhì)中使用時(shí)，與濾液溶劑有關(guān)的本發(fā)明全部方面也適用。(即便可能并且經(jīng)常優(yōu)選使Co/Mn/Br甚至重芳族雜質(zhì)遠(yuǎn)離從其余雜質(zhì)分離的一種濾液，但是不優(yōu)選使水、乙酸和苯甲酸組分分離)。優(yōu)選在共享至少一個(gè)管道、承壓容器和/或旋轉(zhuǎn)性設(shè)備物品(rotating equipment item)的溶劑純化和/或催化劑回收工藝中處理來(lái)自主要芳香族種類(lèi)發(fā)生間位取代的工藝的至少一部分濾液溶劑(間位-濾液)和來(lái)自主要芳香族種類(lèi)發(fā)生對(duì)位取代的工藝的至少一部分濾液溶劑(對(duì)位-濾液)。合適的過(guò)濾純化裝置包含于美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4，939，297, US 7，351，396和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2005-0038288的公開(kāi)內(nèi)容(所述文獻(xiàn)的完整公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用的方式并入)。與依次投入相比，更優(yōu)選同時(shí)共同送給至少一部分的間位-濾液和至少一部分的對(duì)位-濾液。優(yōu)選來(lái)自該工藝的至少一部分純化的濾液和/或至少一部分回收的催化劑隨后用來(lái)形成至少一部分的氧化反應(yīng)介質(zhì)并且隨后用來(lái)形成一部分的對(duì)位-濾液或一部分的間位-濾液，更優(yōu)選地形成一部分的這兩種濾液。優(yōu)選至少約10、或 40、或80、或98重量百分?jǐn)?shù)的通過(guò)所述濾液溶劑純化和/或催化劑回收工藝從對(duì)位-濾液中移出的芳香族雜質(zhì)實(shí)質(zhì)地與至少約10、或40、或80、或98重量百分?jǐn)?shù)的通過(guò)該工藝從間位-濾液移出的芳香雜質(zhì)合并。當(dāng)分割來(lái)自壓縮裝置的一部分壓縮空氣以向其中主要芳香族種類(lèi)發(fā)生對(duì)位取代的至少一個(gè)反應(yīng)介質(zhì)并且其中主要芳香族種類(lèi)發(fā)生間位取代的至少一個(gè)其他反應(yīng)介質(zhì)提供氧化劑供給時(shí)，與供給氧化劑的壓縮空氣有關(guān)的本發(fā)明全部方面適用。當(dāng)至少一部分的氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物以用于其中主要芳香族種類(lèi)發(fā)生對(duì)位取代的至少一個(gè)工藝工序中的份數(shù)并且以用于其中主要芳香族種類(lèi)發(fā)生間位取代的至少一個(gè)其他工藝工序中的份數(shù)分割時(shí)，與氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物有關(guān)的本發(fā)明全部方面適用。在一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選將更小的IPA制造工藝與更大的TPA制造工藝共安置。當(dāng)來(lái)自至少一個(gè)主要發(fā)生間位取代的反應(yīng)介質(zhì)中的廢氣與來(lái)自至少一個(gè)主要發(fā)生對(duì)位取代的反應(yīng)介質(zhì)中的廢氣合并時(shí)，優(yōu)選從主要發(fā)生間位取代的介質(zhì)產(chǎn)生的廢氣包含小于約50、 或40、或30、或20重量百分?jǐn)?shù)的合并廢氣質(zhì)量和合并廢氣中小于約50、或40、或30、或20
重量百分?jǐn)?shù)的雙氮質(zhì)量。當(dāng)來(lái)自至少一個(gè)主要發(fā)生間位取代的反應(yīng)介質(zhì)中的廢氣與來(lái)自至少一個(gè)主要發(fā)生對(duì)位取代的反應(yīng)介質(zhì)中的廢氣合并時(shí)，優(yōu)選從主要發(fā)生間位取代的介質(zhì)產(chǎn)生的廢氣包含至少約0. 5、或1. 0、或1. 5、或2. 0重量百分?jǐn)?shù)的合并廢氣質(zhì)量和合并廢氣中小于約0. 5、或 1. 0、或1. 5、或2. 0重量百分?jǐn)?shù)的雙氮質(zhì)量。當(dāng)環(huán)境空氣壓縮裝置向至少一個(gè)主要發(fā)生間位取代的反應(yīng)介質(zhì)并向至少一個(gè)主要發(fā)生對(duì)位取代的反應(yīng)介質(zhì)供應(yīng)氧化劑時(shí)，優(yōu)選的是主要發(fā)生間位取代的反應(yīng)介質(zhì)接受小于約50、或40、或30、或20重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自該空氣壓縮裝置的氧化劑總質(zhì)流。當(dāng)環(huán)境空氣壓縮裝置向至少一個(gè)主要發(fā)生間位取代的反應(yīng)介質(zhì)并向至少一個(gè)主要發(fā)生對(duì)位取代的反應(yīng)介質(zhì)供應(yīng)氧化劑時(shí)，優(yōu)選的是主要發(fā)生間位取代的反應(yīng)介質(zhì)接受至少約0. 5、或1. 0、 或1. 5、或2. 0重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自該空氣壓縮裝置的氧化劑總質(zhì)流。更優(yōu)選將所述的IPA制造工藝和TPA制造工藝與至少一個(gè)共同安置的PET制造工藝共安置。優(yōu)選在所述共安置的工藝中產(chǎn)生的IPA包含至少約0. 5、或1. 0、或1. 5、或2. 0 重量百分?jǐn)?shù)的供給至共安置的PET制造工藝的全部二元羧酸。還優(yōu)選在所述共安置的工藝中產(chǎn)生的IPA包含小于約16、或12、或8、或4重量百分?jǐn)?shù)的供給至共安置的PET制造工藝的全部二元羧酸。在另一個(gè)實(shí)施方式中，具有或沒(méi)有共安置性IPA和TPA的情況下，更優(yōu)選來(lái)自包含主要發(fā)生間位取代種類(lèi)的初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)中所供給的至少一部分IPA供給至PET反應(yīng)介質(zhì)， 而所述IPA沒(méi)有通過(guò)溶解、選擇性水解處理和再析出以除去3-CBA和/或有色種類(lèi)物進(jìn)行純化。在一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選供給至PET反應(yīng)介質(zhì)的該IPA是直接來(lái)自主要發(fā)生間位取代的初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的粗制IPA或是在其平均反應(yīng)溫度比所述初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)更高小于約對(duì)、16、12、81的次級(jí)反應(yīng)介質(zhì)中形成的后氧化1 4。優(yōu)選所述的粗制IPA和/或后氧化IPA包含至少約20、或80、或160、或320ppmw的3-CBA ；小于約3，000、或2，400、或1，800、 或 1，200ppmw 的 3-CBA ；至少約 2、或 4、或 8、或 16ppmw 的 2,6-DCF ；和小于約 160、或 120、 或 80、或 60ppmw 的 2，6_DCF。在另一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選供給至PET的所述IPA是在次級(jí)反應(yīng)介質(zhì)中形成的溶出IPA，其中所述次級(jí)反應(yīng)介質(zhì)的平均反應(yīng)溫度比所述初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)更高至少約16、或M、 或30、或36°C并且比所述初級(jí)反應(yīng)介質(zhì)更高小于約80、或70、或60、或50°C。優(yōu)選所述溶出的IPA包含至少約10、或40、或60、或80ppmw的3-CBA ；小于約1，000、或800、或500、或 300ppmw的3-CBA ；至少約2、或4、或6、或8ppmw的2,6-DCF ；和小于約120、或80、或60、或 40ppmw 的 2,6-DCFο本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及在壓縮用于供應(yīng)氧化劑的環(huán)境空氣期間改善被冷凝且被移出而非被保持為蒸氣的環(huán)境水的分布。用于供應(yīng)加壓環(huán)境空氣的壓縮裝置經(jīng)常包括多級(jí)壓縮系統(tǒng)，所述多級(jí)壓縮系統(tǒng)使用至少一個(gè)中間冷卻器來(lái)移除壓縮熱以使該工藝在熱動(dòng)力學(xué)和機(jī)械學(xué)上更有效。此類(lèi)系統(tǒng)一般在級(jí)間冷卻器中產(chǎn)生冷凝水并且一般將這種水與空氣在后續(xù)壓縮級(jí)入口之前分離。因?yàn)檫@種氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物可以被潤(rùn)滑劑和/或密封流體污染，故將該冷凝物常規(guī)地引導(dǎo)至廢水處理設(shè)施，其可能僅是撇油器，不過(guò)有時(shí)候包含生物學(xué)處理技術(shù)或其他處理技術(shù)。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物達(dá)到以下改良用途，同時(shí)減少?gòu)U水處理成本并減少用于購(gòu)買(mǎi)和/或純化公用水的成本。優(yōu)選將至少一部分的氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物送入TPA工藝和/或臨近的PET工藝，更優(yōu)選地以至少一個(gè)以下工藝工序。TPA溶劑回收和/或脫水裝置，尤其作為如本文中定義的回流。TPA濾液溶劑純化系統(tǒng)，尤其作為用于回收的共沸分離助劑或TPA催化劑組分，根據(jù)本文中所含有的參考文獻(xiàn)，更優(yōu)選地包含乙酸異丙酯。用于選擇性催化氫化粗制的TPA而純化TPA的工藝。在來(lái)自TPA或PET工藝或儲(chǔ)存容器的環(huán)境通風(fēng)口上的洗滌器。優(yōu)選將至少一部分的氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物送入至少一個(gè)公用水系統(tǒng)，其更優(yōu)選地包括以下系統(tǒng)，并且最優(yōu)選地由TPA工藝和/或臨近的PET工藝使用。冷卻水系統(tǒng)，更優(yōu)選地，其中水因與空氣直接接觸而冷卻的冷卻塔水系統(tǒng)，過(guò)濾的水系統(tǒng)、去離子和/或去礦化水系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)。氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物的量隨環(huán)境濕度、隨冷卻介質(zhì)溫度、隨pX進(jìn)料速率以及隨反應(yīng)廢氣中的過(guò)多雙氧均短暫和平均地變動(dòng)。因此，優(yōu)選的是，所公開(kāi)的優(yōu)選用法包括每千克進(jìn)料至相應(yīng)的氧化反應(yīng)介質(zhì)的PX至少約0. 01、或0. 02、或0. 04、或0. 08千克的氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物。通常地，優(yōu)選借助多種工藝工序以大體等于其導(dǎo)入量排出水蒸汽；然而，不可避免的是，存在產(chǎn)生暫時(shí)過(guò)量液態(tài)廢水的生產(chǎn)干擾和維護(hù)活動(dòng)。例如，在工藝關(guān)閉期間打開(kāi)工藝容器以檢查或修理經(jīng)常落后于移去基本上全部溶劑、底物和產(chǎn)物的徹底水洗滌或蒸氣加熱；并且這種受干擾的水的量可以對(duì)于主要維護(hù)活動(dòng)是巨大的。根據(jù)本文中的其他公開(kāi)內(nèi)容，優(yōu)選的是提供至少一個(gè)液態(tài)廢水存儲(chǔ)庫(kù)并且隨后將該液態(tài)廢水返回至少一個(gè)工工序并隨后作為水蒸汽排出。優(yōu)選的是液態(tài)廢水存儲(chǔ)庫(kù)提供有效隔離以控制VOC向周?chē)h(huán)境釋放。優(yōu)選這種存儲(chǔ)庫(kù)的體積是至少約50、或100、或200、或400立方米。優(yōu)選這種存儲(chǔ)庫(kù)的體積小于約12，000、或9，000、或6，000、或3，000立方米。通過(guò)組合涉及水以蒸氣形式、更優(yōu)選在TOD中處理后排出至周?chē)h(huán)境的多種方面，連同在工藝水和/或公用水的已公開(kāi)應(yīng)用中使用氧化劑-供應(yīng)-中間冷卻器-冷凝物和/或溴洗滌器水，優(yōu)選的是產(chǎn)生每千克形成的固體TPA產(chǎn)物小于約400、或350、或300、 或250、或200、或100、或50、或20克液態(tài)廢水流出物。優(yōu)選這種性能實(shí)質(zhì)上連續(xù)地維持長(zhǎng)時(shí)間。優(yōu)選的是產(chǎn)生這些低水平的液態(tài)廢水流出物至少約60、或80、或90、或95%在連續(xù) M小時(shí)時(shí)段中的時(shí)間。優(yōu)選的是產(chǎn)生這些低水平的液態(tài)廢水流出物平均至少約4、或16、或 64、或254日時(shí)間。PET合成設(shè)施也從轉(zhuǎn)化至少一部分TPA成PET的反應(yīng)產(chǎn)生水，并且這種水經(jīng)常被多種VOC化合物(例如乙二醇、乙醛和多種二氧戊環(huán))污染。優(yōu)選在共享的共用設(shè)施中處理至少一部分污染的PET生成水連同來(lái)自臨近TPA設(shè)施的TPA生成水。優(yōu)選地， 來(lái)自PET生成的這種污染水或以離開(kāi)所述PET設(shè)施的蒸氣形式留下待處理或使用至少一部分來(lái)自所述臨近TPA設(shè)施的熱能將污染的水轉(zhuǎn)化成蒸氣形式。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，作為副產(chǎn)物產(chǎn)生或添加至氧化反應(yīng)的作為蒸氣離開(kāi)所述生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)入周?chē)獠凯h(huán)境的水的量是每千克芳族化合物至少0. 3、或0. 4、或0. 49 千克。如本文中所用，生產(chǎn)設(shè)施可以包括廢水處理。更優(yōu)選地，根據(jù)本文中與處理來(lái)自氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣有關(guān)的任意和/或全部公開(kāi)內(nèi)容，在共享的共用T0D、仍更優(yōu)選RTO中處理來(lái)自臨近PET合成設(shè)施中反應(yīng)的至少一部分汽化PET生成水連同至少一部分汽化TPA生成水。優(yōu)選如此安置形成TPA的至少一部分氧化反應(yīng)介質(zhì)，從而距所述PET合成設(shè)施的最小水平小于約1800、或900、或300、或 100米。優(yōu)選將至少一部分TPA在從對(duì)二甲苯中形成后小于約72、或?qū)?、?2、或4小時(shí)范圍內(nèi)送入所述臨近PET合成設(shè)施中。優(yōu)選在共享的共用T0D、更優(yōu)選RTO中處理至少約40、 或60、或70、或80重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自該臨近PET合成設(shè)施的廢氣，連同至少約40、或60、 或70、或80重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自至少一個(gè)初級(jí)氧化反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)廢氣。優(yōu)選在共享的共用TOD、更優(yōu)選RTO中處理至少約40、或60、或70、或80重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自TPA生產(chǎn)設(shè)施的 TPA生成水，連同至少約40、或60、或70、或80重量百分?jǐn)?shù)的來(lái)自所述臨近PET生產(chǎn)設(shè)施的 PET生成水。 優(yōu)選與來(lái)自所述TPA生產(chǎn)設(shè)施中工藝廢水流出物的正常流量合并的來(lái)自所述臨近PET生產(chǎn)設(shè)施中工藝廢水流出物的正常流量是每千克所形成的PET小于約400、或200、 或100、或50克液態(tài)廢水流出物。如果所述TPA生產(chǎn)設(shè)施中產(chǎn)生的TPA的量不同于所述臨近PET生產(chǎn)設(shè)施中所消耗TPA的量超過(guò)10重量百分?jǐn)?shù)，則來(lái)自該TPA設(shè)施的液態(tài)廢水流出物按該P(yáng)ET設(shè)施中其使用比率分配，該值與來(lái)自所述PET設(shè)施的液態(tài)廢水流出物加和并且隨后除以所產(chǎn)生PET的量。
權(quán)利要求
1.用于制備芳族二羧酸的方法，所述方法包括(a)在至少一個(gè)氧化器中氧化芳族化合物，由此產(chǎn)生氧化器廢氣和包含芳族二羧酸的氧化器產(chǎn)物；(b)將至少一部分的所述氧化器廢氣導(dǎo)入溶劑回收系統(tǒng)，由此產(chǎn)生貧溶劑的廢氣和回收的溶劑；(c)添加熱的燃燒產(chǎn)物至所述的貧溶劑的廢氣，由此提供包含VOC的加熱的廢氣；和(d)使至少一部分所述加熱的廢氣通過(guò)渦輪膨脹機(jī)，其中使存在于離開(kāi)所述溶劑回收系統(tǒng)的所述貧溶劑的廢氣中的至少50摩爾百分?jǐn)?shù)的烴基化合物通過(guò)所述的渦輪膨脹機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述熱的燃燒產(chǎn)物以下述量添加至所述的貧溶劑的廢氣，所述的量足夠在所述加熱的廢氣通過(guò)所述渦輪膨脹機(jī)期間的全部點(diǎn)處維持該加熱的廢氣處于其局部露點(diǎn)溫度以上至少5°C的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述加熱的廢氣的溫度高于所述貧溶劑的廢氣的溫度至少10°c。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由所述熱的燃燒產(chǎn)物添加至所述貧溶劑的廢氣的熱能的量是每千克進(jìn)料至所述氧化器的所述芳族化合物至少100瓦特。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由所述熱的燃燒產(chǎn)物添加至所述貧溶劑的廢氣的熱能的量小于每千克進(jìn)料至所述氧化器的所述芳族化合物至少1000瓦特。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括用雙氧氧化燃料，由此產(chǎn)生所述熱的燃燒產(chǎn)物，其中所述的燃料包含烴基化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述的燃料主要包含甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷和/或燃料油。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述的燃料包含至少50重量百分?jǐn)?shù)的甲烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括在空氣壓縮機(jī)中使空氣壓縮，由此提供壓縮空氣，進(jìn)一步包括將所述壓縮空氣的第一部分導(dǎo)入所述的氧化器，進(jìn)一步包括使用所述壓縮空氣的第二部分來(lái)供應(yīng)至少一部分用來(lái)氧化所述燃料的所述雙氧。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，不使用氧化催化劑來(lái)促進(jìn)所述燃料的氧化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，存在于所述貧溶劑的廢氣中的至少10重量百分?jǐn)?shù)的烴基化合物在離開(kāi)所述渦輪膨脹機(jī)的末級(jí)之前不燃燒。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，使存在于從所述溶劑回收系統(tǒng)移出的所述貧溶劑的廢氣中的至少50%乙酸甲酯通過(guò)所述的渦輪膨脹機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，進(jìn)一步包括冷卻廢氣冷凝器中離開(kāi)所述渦輪膨脹機(jī)末級(jí)的渦輪膨脹機(jī)廢氣，從而冷凝存在于所述渦輪膨脹機(jī)廢氣中的水蒸汽，由此提供包含冷凝器廢氣和冷凝液體的冷凝器流出物。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括使至少一部分的所述冷凝器流出物通過(guò)分離容器，由此將所述的冷凝器流出物分離成分離廢氣和分離液體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括使至少一部分的所述分離廢氣在TOD裝置中進(jìn)行熱氧化性分解(TOD)，由此產(chǎn)生TOD廢氣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括在溴洗滌器中處理所述的TOD廢氣，由此產(chǎn)生貧溴的廢氣。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的方法，其中，所述的芳族化合物是對(duì)二甲苯和/或間二甲苯。
全文摘要
本發(fā)明提供來(lái)自二甲苯氧化反應(yīng)的廢氣中改善的能含量和來(lái)自其中的軸功率回收，而同時(shí)使廢水處理成本最小化。與驅(qū)動(dòng)主空氣壓縮機(jī)所需要的軸功率相比，使用廢氣產(chǎn)生更多的軸功率，甚至在優(yōu)選地相對(duì)低的氧化溫度下。同時(shí)，比由氧化二甲苯副產(chǎn)的水更多的廢水被維持為蒸氣形式，且連同廢氣污染物一起在自維持(自供料)式氣相熱氧化性分解裝置中進(jìn)行處理。任選地，合并來(lái)自包含初級(jí)和/或次級(jí)氧化反應(yīng)器并形成TPA和/或IPA的多個(gè)二甲苯氧化反應(yīng)器的廢氣。任選地，空氣壓縮機(jī)冷凝物和苛性堿洗滌器卸料被用于TPA工藝中，或用作公用水，從而有效地消除來(lái)自TPA工廠(chǎng)的正常流量的液態(tài)廢水流出物。任選地，在共享的熱氧化性分解裝置中處理含PET生成水的PET廢氣，從而有效地消除來(lái)自pX-至-TPA-至-PET聯(lián)合工廠(chǎng)的正常流量的液態(tài)廢水流出物。
文檔編號(hào)C07C63/26GK102203046SQ200980143800
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者羅納德·布福德·謝潑德, 蒂莫西·阿蘭·厄普舍, 阿蘭·喬治·旺德斯, 雷蒙德·埃爾伯特·福格爾 申請(qǐng)人:佩特洛泰梅克斯集團(tuán)股份公司