提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，主要解決現(xiàn)有技術中存在的洗滌效果差的問題，本發(fā)明通過氧化反應器獲得的粗對苯二甲酸氧化漿料減壓閃蒸得到閃蒸漿料I和閃蒸液體Ⅱ；過濾閃蒸漿料I得到濾餅Ⅲ和濾液Ⅳ；含氧氣流吹掃濾餅Ⅲ內部，通過氣流夾帶的方式除去濾餅III中的殘余雜質得到濾餅Ⅴ和吹掃尾氣A；用以重量百分比計由0~95%水和5~100%的ROCH2CH2OH組成的洗滌液洗滌濾餅Ⅴ得到濾餅Ⅵ和濾液Ⅶ，其中R為C1~C4烷基；含氧氣流吹掃濾餅Ⅵ內部，通過氣流夾帶的方式除去濾餅Ⅵ中的殘余雜質得到濾餅Ⅷ和吹掃尾氣B的技術方案，較好地解決了該問題，可用于提純粗對苯二甲酸氧化漿料的工業(yè)生產中。
【專利說明】提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法。
【背景技術】
[0002]芳香羧酸是一種非常重要的化工原料，存在著巨大的市場需求。盡管近年來國內對苯二甲酸(PTA)行業(yè)迅猛發(fā)展，產能逐年提高，需求量亦不斷增加，2010年國內PTA產量、表觀消費量分別為1413.5萬噸和2077.7萬噸，自給率為68.0%，PTA產量與表觀消費量仍然存在著較大的缺口。主流PTA生產工藝，即精PTA生產工藝一般包括氧化、精制兩段工序，其中氧化工序以乙酸為溶劑，采用鈷-錳-溴催化劑，通入含氧氣體(通常采用空氣)，對二甲苯高溫液相氧化得到乙酸為溶劑的粗對苯二甲酸氧化漿料，由于精制工序采用純水作為溶劑，因此需要將氧化工序得到的粗對苯二甲酸氧化漿料中的乙酸溶劑置換為水溶劑，同時回收、降低其中的乙酸、催化劑等組分的含量，其控制指標為:乙酸、催化劑的含量均不高于1000ppm (否則將會影響后續(xù)的加氫精制過程并造成物耗超標)，在本【技術領域】中這種溶劑置換的過程稱之為溶劑置換法。傳統(tǒng)的PTA生產工藝為實現(xiàn)上述目的，氧化反應器得到的粗對苯二甲酸氧化漿料依次經過結晶、過濾、干燥和料倉儲存單元，再加水配料單元后才能輸送到精制工序中去，該過程不僅工藝復雜，且涉及干燥單元，導致能耗較大。
[0003]為解決上述技術缺點，CN1911895A提出將氧化反應得到的對苯二甲酸-乙酸的氧化漿料通過壓力過濾設備，經過濾、一次干燥、水洗滌、二次干燥過程后，得到濾餅經氣體反吹，剝離濾餅進入連續(xù)操作的下料系統(tǒng)卸料。CN1129693A提出將對苯二甲酸-乙酸的氧化漿料分離出對苯二甲酸結晶，用對二甲苯或乙酸乙酯洗滌該含乙酸的對苯二甲酸結晶，然后與水混合，得到對苯二甲酸水性漿料。將上述專利提到的洗滌方法得到的洗滌產品中殘留的乙酸、催化劑、洗滌液及其它雜質含量較高，表明洗滌效率較低。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是現(xiàn)有技術中存在洗滌效果差的問題，提供了一種新的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，該方法能夠較好的減低洗滌產品-濾餅中的雜質殘留，具有簡化工序和節(jié)能降耗的特點。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下:一種提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，包括以下過程:
a)氧化反應器獲得的粗對苯二甲酸氧化漿料減壓閃蒸得到閃蒸漿料I和閃蒸液體
I;
b)過濾閃蒸漿料I得到滬餅ΠΙ和濾液IV；
c)用含氧氣流吹掃濾餅ΠΙ內部，通過氣流夾帶的方式除去濾餅III中的殘余雜質得到濾餅V和吹掃尾氣A ；
d)用以重量百分比計由0~95%水和5~100%的ROCH2CH2OH組成的洗滌液洗滌濾餅V得到濾餅VI和濾液νπ，其中R為Cf C4烷基；
e)用含氧氣流吹掃濾餅VI內部,通過氣流夾帶的方式除去濾餅，I中的殘余雜質得到濾餅Vni和吹掃尾氣B。
[0006]上述技術方案中，所述的步驟d)中的洗滌液優(yōu)選為以重量百分比計由50-95%水和5~50%的ROCH2CH2OH組成；所述R優(yōu)選為乙基；所述的步驟a)中減壓閃蒸的溫度優(yōu)選為20f92°C，壓力優(yōu)選為11.62、.50 kg/cm2 ;所述的步驟b)中的閃蒸漿料I的物性條件優(yōu)選為:體積空速5-251^'以重量百分比計，粗對苯二甲酸濃度10-35%，溫度常溫~150°C，壓力(TlOkg/cm2 ;所述的閃蒸液體II優(yōu)選以重量百分比計，71.0-100.0%返回到氧化反應器；所述的過濾閃蒸漿料I時采用正壓過濾，壓差優(yōu)選0.1-6.0 kg/cm2 ;所述的步驟c)和步驟e)中含氧氣流的體積空速與步驟b)中閃蒸漿料I的體積空速之比優(yōu)選為0.5飛.0:1 ;所述的步驟d)中的以重量百分比計由0-95%水和5~100%的ROCH2CH2OH組成的洗滌液的體積空速與步驟b)中閃蒸漿料I的體積空速之比優(yōu)選為0.廣2.0:1 ;所述的步驟c)和步驟e)中含氧氣流中的氧含量以體積百分比計，優(yōu)選為15~35%。
[0007]本發(fā)明方法的技術關鍵是ROCH2CH2OH當R為C1-C4尤其當R為C2時同時具有更合適的親油性和親水性，與洗滌濾餅ΠΙ中的殘余乙酸互溶性極好，容易被含氧氣流夾帶。本發(fā)明步驟d)得到的濾餅vm可與水混合至配料濃度可直接作為對苯二甲酸加氫精制的進料，故本發(fā)明具有簡化工序和節(jié)能降耗的特點。實驗結果表明:相同條件下，洗滌液采用-ROCH2CH2OH (R=Cf C4)是乙二醇單乙醚、單甲醚、單異丙醚和單正丁醚與采用乙酸乙酯、
對二甲苯和水相比較，得到的溶劑置換產品-濾餅νπ中的催化劑、乙酸、洗滌液含量均降低35%以上，大大降低了催化劑、乙酸、洗滌液等物耗，省去了干燥這一高能耗單元，溶劑置換產品完全滿足后續(xù)加氫精 制工序的進料要求。
[0008]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0010]圖1是本發(fā)明步驟c)采用I級吹掃、步驟e)采用2級吹掃的工藝流程圖。
[0011]圖2是圖1中的轉鼓壓濾機及其連接管線的局部圖。
[0012]圖3是是本發(fā)明步驟c)米用I級吹掃、步驟e)米用I級吹掃的工藝流程圖。
[0013]圖4是圖3中的轉鼓壓濾機及其連接管線的局部圖。
[0014]圖5是是本發(fā)明步驟c)米用2級吹掃、步驟e)米用I級吹掃的工藝流程圖。
[0015]圖6是圖5中的轉鼓壓濾機及其連接管線的局部圖。
[0016]在圖1飛中，I為氧化反應器，2為對二甲苯、乙酸和催化劑，3為催化劑回收處理，4為閃蒸罐，5為漿料泵，6為閃蒸漿料I，7為第2段含氧氣流第I級進氣氣流，8為洗滌母液處理，9為濾液IV輸送泵，10為轉鼓壓濾機，11為含氧氣流，12為濾餅Vni, 13為漿料配料罐，14為純水，15為水溶性粗對苯二甲酸漿料，16為濾液W，17為第5段含氧氣流第2級出氣氣流，18為第4段含氧氣流第I級出氣氣流，19為第4段含氧氣流第I級進氣氣流，20為洗滌液(由水、ROCH2CH2OH組成)，21為濾液VE , 22為第2段含氧氣流第I級出氣氣流，23~28為轉鼓壓濾機第1-6段，29為含氧氣流，30為第3段含氧氣流第2級出氣氣流，31為第2段含氧氣流第I級進氣氣流，32為第5段含氧氣流第I級出氣氣流。
[0017]如圖1和2所示，步驟c)采用I級吹掃、步驟e)采用2級吹掃，在氧化反應器I中，加入對二甲苯、乙酸和催化劑2，以乙酸為溶劑，在鈷-錳-溴催化劑作用下，對二甲苯通過高溫空氣液相氧化得到含有對苯二甲酸、乙酸和催化劑等的粗對苯二甲酸氧化漿料。
[0018]粗對苯二甲酸氧化漿料在閃蒸罐4進行減壓閃蒸后得到的閃蒸漿料16再進行過濾，閃蒸漿料16的物性條件為:以重量百分比計，對苯二甲酸濃度為10-35%，催化劑0.1-0.5%，乙酸濃度54.5-84.9%，其他雜質5.(Tl0.0% (其他雜質是指該物料中除對苯二甲酸、乙酸、催化劑外的所有組分的統(tǒng)稱，下同)，溫度為室溫~150°C，壓力為(TlOkg/cm2。
[0019]閃蒸衆(zhòng)料16以空速5-25hrH通過衆(zhòng)料泵5輸入到壓差為0.1^6.0 kg/cm2的轉鼓壓濾機10的轉鼓壓濾機第I段23，在轉鼓壓濾機10的轉鼓壓濾機第I段23、轉鼓壓濾機第2段24、轉鼓壓濾機第3段25、轉鼓壓濾機第4飛段26~27和轉鼓壓濾機第6段28依次進行過濾、第一次吹掃、洗滌、第二次吹掃和卸料。在轉鼓壓濾機第I段23得到含有乙酸、催化劑和其他雜質的濾液IV16，以重量百分比計，85.0-99.5%濾液IV16用于配制對二甲苯氧化反應所需的含催化劑反應原料，通過濾液IV輸送泵9返回到氧化反應器I中去，以重量百分比計，0.5^15.0%的濾液IV16進行催化劑回收處理3。
[0020]第2段含氧氣流第I級進氣氣流7進入轉鼓壓濾機第2段24，與進入轉鼓壓濾機第2段24的濾餅III接觸，進行含氧氣體第一次吹掃，其中第2段含氧氣流第I級進氣氣流7的體積空速與閃蒸漿料16的體積空速比為0.5飛.0:1，第2段含氧氣流第I級進氣氣流7中的氧含量以體積百分比計，15~35%，得到第2段含氧氣流第I級出氣氣流22 —吹掃尾氣A和濾餅，吹掃尾氣A可作為對二甲苯氧化反應原料返回到氧化反應器1，濾餅V則進入轉鼓壓濾機第3段25進行洗滌液(由水、ROCH2CH2OH組成)20洗滌。
[0021]洗滌液(由水、ROCH2CH2OH組成)20采用體積空速與閃蒸漿料16的體積空速之比為0.1-2.0:1進入轉鼓壓濾機第3段25洗滌濾餅V，得到主要含水、ROCH2CH2OH的濾餅V1、主要含ROCH2CH2OH和乙酸的濾液Vn 21，濾餅VI依次進入轉鼓壓濾機第4、5段26、27進行含氧氣體第二次吹掃，濾液Vn 21則進行洗滌母液處理8。
[0022]轉鼓壓濾機第3段25得到的濾餅\Τ進入轉鼓壓濾機10的第4、5段26、27與含氧氣流11進行第二次2級逆流串聯(lián)吹掃，其中含氧氣流11的體積空速與閃蒸漿料16的體積空速比為0.5飛.0:1，含氧氣流11中的氧含量以體積百分比計，15^35%:含氧氣流11從轉鼓壓濾機第5段27吹掃進入，與濾餅VI經過轉鼓壓濾機第4段26并進入轉鼓壓濾機第5段27的濾餅接觸，得到濾餅Vni 12和第5段含氧氣流第2級出氣氣流17，濾餅VIII 12進入轉鼓壓濾機第6段28進行卸料，第5段含氧氣流第2級出氣氣流17則返回到轉鼓壓濾機第4段26，成為第4段含氧氣流第I級進氣氣流19，第4段含氧氣流第I級進氣氣流19與進入到轉鼓壓濾機第4段26的濾餅VI接觸后成為第4段含氧氣流第I級出氣氣流18 —吹掃尾氣B，吹掃尾氣B可作為對二甲苯氧化反應原料返回到氧化反應器I。
[0023]轉鼓壓濾機第6段28卸料得到的濾餅Vni 12進入漿料配料罐13，加純水14配料后成為水溶性的粗對苯二甲酸漿料15，可作為粗對苯二甲酸加氫精制反應原料直接進入加氫精制工序。
[0024]如圖3和4所示，步驟c)、步驟e)均采用1級吹掃，【具體實施方式】中其他實施步驟 與上述實施方式相同，僅在轉鼓壓濾機第4、5段26、27做如下相應的調整：轉鼓壓濾機第3 段25得到的濾餅I進入轉鼓壓濾機10的第4段26，與含氧氣流11進行第二次1級吹掃， 其中含氧氣流11的體積空速與閃蒸漿料16的體積空速比為0. 5飛.0:1，含氧氣流11中的 氧含量以體積百分比計，15^35% :含氧氣流11進入轉鼓壓濾機第4段26，與進入到轉鼓壓 濾機第4段26的濾餅VI接觸，得到濾餅VIII 12和第4段含氧氣流第1級出氣氣流18 —吹 掃尾氣B，濾餅VIII 12進入轉鼓壓濾機第6段28進行卸料，吹掃尾氣B則可作為對二甲苯 氧化反應原料返回到氧化反應器1。
[0025]如圖5和6所示，步驟c)采用2級吹掃、步驟e)采用1級吹掃，【具體實施方式】中其 他實施步驟與上述實施方式相同，僅在轉鼓壓濾機10中做如下相應的調整：轉鼓壓濾機第 1段23獲得的濾餅III依次進入轉鼓壓濾機第2?3段24?25與含氧氣體29進行第一次2 級逆流串聯(lián)吹掃，其中含氧氣體29的體積空速與閃蒸漿料16的體積空速比為0. 5^6. 0:1, 含氧氣流29中的氧含量以體積百分比計，15^35% :含氧氣流29進入轉鼓壓濾機第3段25， 與濾餅III經過轉鼓壓濾機第2段24后并進入轉鼓壓濾機第3段25的濾餅接觸，得到第 3段含氧氣流第2級出氣氣流30和濾餅V，第3段含氧氣流第2級出氣氣流30返回到轉鼓 壓濾機第2段24，成為第2段含氧氣流第1級進氣氣流31，濾餅V則進入轉鼓壓濾機第4段 26進行洗滌液（由水、R0CH2CH20H組成)20洗滌；第2段含氧氣流第1級進氣氣流31與進入 轉鼓壓濾機第2段24的濾餅III接觸后得到第2段含氧氣流第1級出氣氣流22 —吹掃尾 氣A，吹掃尾氣A可作為對二甲苯氧化反應原料返回到氧化反應器1。
[0026]在轉鼓壓濾機第4段26，洗滌液（由水、R0CH2CH20H組成）20采用體積空速與閃蒸 漿料16的體積空速之比為0. r2.0:l進料，洗滌液（由水、R0CH2CH20H組成）20洗滌濾餅V ，得到主要含水、roch2ch2oh的濾餅vi、主要含roch2ch2oh和乙酸的濾液vn 21，濾餅vi進 入轉鼓壓濾機第5段27進行含氧氣體11第二次吹掃，濾液VE 21則進行洗滌母液處理8。
[0027]轉鼓壓濾機第4段26得到的濾餅VI進入轉鼓壓濾機第5段27與含氧氣體11進行 第二次1級吹掃，其中含氧氣體11的體積空速與閃蒸漿料16的體積空速比為0. 5^6. 0:1, 含氧氣流11中的氧含量以體積百分比計，15^35% :含氧氣流11進入轉鼓壓濾機第5段27， 與進入轉鼓壓濾機第5段27的濾餅VI接觸，得到濾餅VEI 12和第5段含氧氣流第1級出 氣氣流32 —吹掃尾氣B，濾餅VII〗12進入轉鼓壓濾機第6段28進行卸料，吹掃尾氣B可作 為對二甲苯氧化反應原料返回到氧化反應器1。
【具體實施方式】
[0028]【實施例1】
如圖1和2所示，取100. 00kg從氧化反應器1出來并經三級減壓閃蒸得到的粗對苯 二甲酸氧化漿料一閃蒸漿料16，其中第一級減壓閃蒸的溫度201°C，閃蒸的壓力為11.62 kg/cm2，第二級減壓閃蒸的溫度159°C，閃蒸的壓力為4. 59 kg/cm2，第三級減壓閃蒸的溫度 92°C，閃蒸的壓力為0. 50 kg/cm2,閃蒸漿料16通過漿料泵5以如下物性條件進入到壓差為2.5kg/cm2、過濾面積為0.12m2、轉速為1.5rpm的轉鼓壓濾機10的轉鼓壓濾機第I段23進行壓濾:空速為22hr'以重量百分比計，對苯二甲酸26.79%，催化劑0.21%，乙酸濃度64.50%，其他雜質8.50%，溫度為100°C，壓力為4.0kg/cm2。壓濾后得到濾餅III和濾液IV16，分析濾液IV16組成，并計算相應組分的分離效果(即脫除率)；濾餅III進入轉鼓壓濾機第2段24進行第2段含氧氣流第I級進氣氣流7 —空氣7的第一次吹掃，其中空氣7的體積空速為44hr_\溫度為室溫，轉鼓壓濾機第2段24壓差為2.5kg/cm2,得到的濾餅V則進入轉鼓壓濾機第3段25進行洗滌液(以重量百分比計，水65%、乙二醇單乙醚35%)20洗滌；洗滌液(以重量百分比計，水65%、乙二醇單乙醚35%)20以空速為llhr—1洗滌濾餅冼滌后得到濾液VH 21和濾餅VI,濾餅VI進入轉鼓壓濾機第4、5段26、27進行含氧氣體一空氣11的第二次2級逆流串聯(lián)吹掃；空氣11空速、溫度為室溫，轉鼓壓濾機第4、5段26、27壓差均為2.5kg/cm2,轉鼓壓濾機第5段27得到濾餅VHI 12進入轉鼓壓濾機第6段28進行卸料，取樣分析其組成，加純水14配料后成為水溶性粗對苯二甲酸漿料15作為粗對苯二甲酸加氫精制反應原料直接進入加氫精制工序，結果見表1。
[0029]【實施例2~8】
如圖1、2所示，僅改變實施例1中洗滌液(由水、乙二醇單乙醚組成)20中的組成變化，其它均相應地保持不變，結果見表1。
[0030]【實施例9~11】
如圖1、2所示，將實施例1中洗滌液(由水、乙二醇單乙醚組成)20中的乙二醇單乙醚按照其組成分別替換為相同質量百分含量的單甲醚、單異丙醚、單正丁醚，其它均相應地保持不變，結果見表2。
[0031]【實施例12~13】
如圖3、4和5、6所示，僅改變實`施例1中第一次含氧氣流一空氣的吹掃次數和第二次含氧氣流一空氣的吹掃級數，結果見表3。
[0032]【實施例14】
如圖1、2所示，僅去掉實施例1中的含氧氣流吹掃步驟，其它均相應地保持不變，結果見表1。從表1中的數據可以看出，省掉含氧氣流吹掃步驟，濾餅Vni 12除了醋酸殘留量仍較高以外，還會殘留大量的乙二醇單乙醚，需要其他復雜后處理程序，結果見表3。
[0033]【實施例15~18】
如圖1、2所示，僅改變實施例1中洗滌液(由水、乙二醇單乙醚組成)20和空氣7、11的空速，結果見表4【比較例廣3】
如圖1所示，將實施例1中洗滌液(由水、乙二醇單乙醚組成)9中的乙二醇單乙醚分別替換為相同質量的乙酸乙酯、對二甲苯、水，其它均相應地保持不變，結果見表4。
[0034]【比較例4、5】
如圖1所示，將實施例1中洗滌液(由水、乙二醇單乙醚組成)9中的乙二醇單乙醚分別替換為相同質量百分含量的二乙二醇單乙醚、乙醇，其它均相應地保持不變，結果見表4。
[0035]
表1
【權利要求】
1.一種提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，包括以下過程: a)氧化反應器獲得的粗對苯二甲酸氧化漿料減壓閃蒸得到閃蒸漿料I和閃蒸液體II ； b)過濾閃蒸漿料I得到濾餅III和濾液IV； c)用含氧氣流吹掃濾餅III內部,通過氣流夾帶的方式除去濾餅III中的殘余雜質得到濾餅V和吹掃尾氣A ； d)用以重量百分比計由0~95%水和5~100%的ROCH2CH2OH組成的洗滌液洗滌濾餅V得到濾餅i和濾液VI]，其中R為Cf C4烷基； e)用含氧氣流吹掃濾餅VI內部,通過氣流夾帶的方式除去濾餅VtI中的殘余雜質得到濾餅VII]和吹掃尾氣B。
2.根據權利要求1所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于所述步驟d)中的洗滌液以重量百分比計由50~95%水和5~50%的ROCH2CH2OH組成。
3.根據權利要求1或2所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于所述R為乙基。
4.根據權利要求1所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于所述的步驟a)中減壓閃蒸的溫度為201~92°C，壓力為11.62~0.50 kg/cm2。
5.根據權利要求1所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于所述的步驟b)中的閃蒸漿料I的物性條件為:體積空速5-251^'以重量百分比計，粗對苯二甲酸濃度10~35%，溫度常溫~150°C，壓力(TlOkg/cm2。
6.根據權利要求1或2所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于閃蒸液體II以重量百分比計，71.0-100.0%返回到氧化反應器。
7.根據權利要求1或2所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于過濾閃蒸衆(zhòng)料I時采用正壓過濾，壓差為0.1^6.0 kg/cm2。
8.根據權利要求1或2所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于步驟c)和步驟e)中含氧氣流的體積空速與步驟b)中閃蒸漿料I的體積空速之比為0.5飛.0:1。
9.根據權利要求1或2所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于步驟d)中的以重量百分比計由0、5%水和5~100%的ROCH2CH2OH組成的洗滌液的體積空速與步驟b)中閃蒸漿料I的體積空速之比為0.1~2.0il0
10.根據權利要求1或2所述的提純粗對苯二甲酸氧化漿料的方法，其特征在于步驟c)和步驟e)中含氧氣流中的氧含量以體積百分比計，為15~35%。
【文檔編號】C07C51/44GK103772192SQ201210412615
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權日:2012年10月25日
【發(fā)明者】張海濤, 司丹, 暢延青 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院