專利名稱：生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸的方法。
在工業(yè)上，對(duì)苯二甲酸是通過(guò)在含乙酸和溶解的催化劑的液相中用氧氧化對(duì)二甲苯而制取的。反應(yīng)的溫度和液相中反應(yīng)付產(chǎn)物水的濃度通過(guò)含水和乙酸的液流以蒸汽形式從反應(yīng)中排出而受到控制。水可從至少一部分氣流中除掉，剩下富含乙酸的氣流可再返回反應(yīng)中。
對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物是以對(duì)苯二甲酸晶體于含乙酸、任一種催化劑和雜質(zhì)的液相中的漿料形式得到的。對(duì)苯二甲酸可從液體中分離出(例如可通過(guò)離心分離或過(guò)濾)、用乙酸洗滌、干燥脫除乙酸、在升溫下溶于水中、氫化還原有機(jī)雜質(zhì)和用水重結(jié)晶，從而得到純的產(chǎn)物。
這種方法要求對(duì)粗品對(duì)苯二甲酸粉末進(jìn)行干燥、處理、貯存然后再制漿；所有這些操作都涉及專用設(shè)備，且?guī)?lái)操作投資和成本的問(wèn)題。此外，這種方法會(huì)使催化劑殘余和雜質(zhì)也進(jìn)入該工藝過(guò)程的后幾級(jí)。
本發(fā)明提供了一種對(duì)反應(yīng)介質(zhì)中對(duì)苯二甲酸的洗滌有顯著改進(jìn)的方法。由于洗滌的改進(jìn)使氧化步驟重新最優(yōu)化，因而在氧化步驟中可以允許較高的雜質(zhì)含量，同時(shí)也能保持可接受的對(duì)苯二甲酸產(chǎn)品的純度。
本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸的方法，該方法包括在含有乙酸的反應(yīng)介質(zhì)中氧化對(duì)二甲苯以得到對(duì)苯二甲酸在反應(yīng)介質(zhì)中的漿料；在過(guò)濾材料的移動(dòng)帶上沉積漿料；在第一區(qū)內(nèi)通過(guò)所述移動(dòng)帶從漿料中除去反應(yīng)介質(zhì)以得到第一濕沉積物；將移動(dòng)帶上的所述沉積物移到第二區(qū)，在第二區(qū)內(nèi)，將所述沉積物用第一含水介質(zhì)洗滌；通過(guò)所述移動(dòng)帶除掉第一含水介質(zhì)和存在于所述第一濕沉積物中的反應(yīng)介質(zhì)以得到第二濕沉積物；將所述第二濕沉積物移到第三區(qū)；從所述第三區(qū)中的所述移動(dòng)帶中除去所述第二濕沉積物；將所述第二沉積物(或是當(dāng)時(shí)除去的或是后續(xù)除去的)與第二含水介質(zhì)混合，從而得到對(duì)苯二甲酸在第二含水介質(zhì)中的漿料；從第二含水介質(zhì)中回收對(duì)苯二甲酸；回收第一區(qū)內(nèi)通過(guò)移動(dòng)帶除去的反應(yīng)介質(zhì)并將至少一部分如此回收到的反應(yīng)介質(zhì)直接或間接再循環(huán)到氧化步驟中。
希望第二含水介質(zhì)基本上是純的水，以避免雜質(zhì)加到對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物中。此外，最好在對(duì)苯二甲酸純化設(shè)備進(jìn)一步純化之后回收對(duì)苯二甲酸。
為了控制反應(yīng)溫度和/或水含量，乙酸和水的混合物宜在氧化步驟中通過(guò)蒸發(fā)從反應(yīng)介質(zhì)中除掉，而水是在蒸餾步驟中從至少部分的所述混合物中除掉，剩下低水含量的乙酸。然后，可將低水含量的乙酸再循環(huán)到氧化步驟的反應(yīng)介質(zhì)中。
按照本發(fā)明的另一形式，通過(guò)第二區(qū)中的移動(dòng)帶除去的至少一部分第一含水介質(zhì)和反應(yīng)介質(zhì)也可以任選地與從第一區(qū)回收到的至少一部分反應(yīng)介質(zhì)一起送回到氧化步驟和/或進(jìn)行蒸餾，如加到上述蒸餾的所述混合物中。
如此除去的第一含水介質(zhì)和反應(yīng)介質(zhì)以及還可包括從第一區(qū)回收到的反應(yīng)介質(zhì)，例如在蒸發(fā)之后間接循環(huán)到氧化步驟中，以從不揮發(fā)物中分離出水和乙酸，或最好直接循環(huán)到氧化步驟中。
通過(guò)清洗的方法，例如除去至少一些蒸發(fā)后回收到的不揮發(fā)物，可以控制工藝中所含雜質(zhì)累積濃度。
最好蒸發(fā)過(guò)程中分離出的水和乙酸也可包括通過(guò)蒸發(fā)從氧化步驟除去的液流中的水和乙酸一起進(jìn)行蒸餾，以得到低水含量的乙酸。低水含量的乙酸可通入氧化步驟，而蒸餾得到的水可用作第一和/或第二含水介質(zhì)。至少一部分蒸餾得到的水還可用于工藝過(guò)程的其它步驟(如果純化設(shè)備中有的話)。
本發(fā)明改進(jìn)的洗滌方法能容許氧化步驟的反應(yīng)介質(zhì)中有較高含量的雜質(zhì)，因此能容許來(lái)自第一區(qū)的反應(yīng)介質(zhì)和/或來(lái)自第二區(qū)的第一含水介質(zhì)和反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)，因而可以降低清洗程度，這是有利的，因?yàn)樗栉镔|(zhì)，如對(duì)苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸前體化合物以及催化劑殘余可能存留在工藝過(guò)程中。
改進(jìn)的洗滌使得到的對(duì)苯二甲酸在第二含水介質(zhì)中的漿料具有低含量的雜質(zhì)(如催化劑殘余)。最好將這種漿料加到純化設(shè)備中，因此可改善純化設(shè)備的效益。漿料中低含量的雜質(zhì)能使純化設(shè)備回收的母液(如沉淀純化的對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物得到母液)再循環(huán)，因此降低了待處理的廢液流的清洗量，同時(shí)使產(chǎn)品純度保持在可接受的水平。此外，還可在進(jìn)一步處理，如冷卻、過(guò)濾、蒸餾和/或蒸發(fā)之后使用循環(huán)的母液，以洗滌第二區(qū)中的第一濕沉積物。這種方法可降低給定清洗液所需的淡水量，或大體上不需要加新鮮水。
由于省去了對(duì)于單獨(dú)干燥步驟和用于干燥所需的昂貴設(shè)備以及有關(guān)的固體處理和貯存的要求，得到了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，從而可降低投資成本。
移動(dòng)帶宜為金屬絲網(wǎng)(gauze)，或包括例如由聚酯或聚丙烯纖維形成的塑料的布。移動(dòng)帶最好是一種連續(xù)帶材，它持續(xù)或間歇移動(dòng)，將來(lái)自第一區(qū)的含對(duì)苯二甲酸的物料通過(guò)第二區(qū)輸送到第三區(qū)。第二區(qū)適宜包括一系列級(jí)，在各級(jí)(最后一級(jí)除外)中，現(xiàn)正通過(guò)固體和移動(dòng)帶的含水介質(zhì)是已通過(guò)后續(xù)級(jí)中固體和移動(dòng)帶的含水介質(zhì)。在最后一級(jí)中，含水介質(zhì)最好是新鮮加入的水。新鮮加入的水最好至少一部分是在前述蒸餾和/或蒸發(fā)階段中從乙酸分離出的水或在工藝中由其它水流得到的水。這很有利，因?yàn)樗M(jìn)一步減少了新鮮水加入量和工藝水的處理。
在第三區(qū)，可從移動(dòng)帶上刮去沉積物，但最好是用含水介質(zhì)，特別是用基本上純的水沖洗，這種含水介質(zhì)可在移動(dòng)帶末端呈噴射液流形式。對(duì)于連續(xù)移動(dòng)帶，需要提供合適的裝置，以使液體如水或堿液通過(guò)移動(dòng)帶的折回部分，把下面粘附的沉積物沖洗到接收器中。
穿過(guò)移動(dòng)帶最好有一個(gè)壓差。移動(dòng)帶上沉積漿料的一側(cè)比移動(dòng)帶另一側(cè)的壓力要高。壓差較適宜是至少0.05巴(絕對(duì)壓力)，和不高于進(jìn)行氧化步驟時(shí)的壓力，如30巴(絕對(duì)壓力)。壓差較好為0.1-15巴，更好為0.2-7巴，特別好為0.3-8巴(絕對(duì)壓力)，如0.6巴(絕對(duì)壓力)。移動(dòng)帶低壓一側(cè)的實(shí)際壓力保持在這樣的壓力下，使通過(guò)第二區(qū)移動(dòng)帶而除去的反應(yīng)介質(zhì)和含水介質(zhì)基本上保持液相。
移動(dòng)帶的高壓一側(cè)的壓力最好是與該工藝過(guò)程的前一步驟(如結(jié)晶步驟或氧化步驟)的壓力基本上相同或更高。
對(duì)苯二甲酸的乙酸漿料宜在至少60℃、較好70-200℃、特別好是80-150℃沉積在移動(dòng)帶上。沉積漿料的溫度最好足夠的高，以使移動(dòng)帶低壓一側(cè)的壓力不低于1巴(絕對(duì)壓力)。
升溫沉積漿料比較有利，因?yàn)榉磻?yīng)介質(zhì)在升溫下粘度較低，使過(guò)濾情況得以改善。此外，在升溫下4-羧基苯甲醛之類的雜質(zhì)幾乎不與產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸一起共結(jié)晶。所以，得到較高純度的對(duì)苯二甲酸粗產(chǎn)物，而在反應(yīng)介質(zhì)中則存在相應(yīng)的高含量的雜質(zhì)，如4-羧基苯甲醛。這使氧化步驟反應(yīng)條件重新最優(yōu)化，從而可以降低可變成本。
升溫也可改善熱回收率，因此可進(jìn)一步降低可變成本。此外，如果采用純化步驟，對(duì)苯二甲酸在第二含水介質(zhì)中的漿料通常要加熱，以溶解對(duì)苯二甲酸；升溫過(guò)濾提供了升溫的對(duì)苯二甲酸漿料，從而降低了隨后加熱漿料以溶解對(duì)苯二甲酸所需的能量。
該方法的其它各個(gè)步驟可按傳統(tǒng)方法實(shí)施。液體反應(yīng)介質(zhì)通常含有催化劑，如鈷/錳/溴化物催化劑體系，該體系溶于反應(yīng)介質(zhì)。在氧源(如空氣)存在下，在5-30巴(絕對(duì)壓力)壓力下，在離開反應(yīng)器氣體中的氧濃度最好為0-8％(體積)以及150-250℃下進(jìn)行氧化比較合適。進(jìn)行氧化反應(yīng)宜采用連續(xù)方法，且最好在攪拌著的反應(yīng)器中進(jìn)行。該反應(yīng)是放熱的，反應(yīng)熱可通過(guò)從反應(yīng)介質(zhì)中蒸發(fā)水和乙酸而方便地除掉。
對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物在第二含水介質(zhì)中的漿料宜采用以下方法純化，該方法包括在第二含水介質(zhì)中溶解對(duì)苯二甲酸以得到含對(duì)苯二甲酸的溶液，在還原條件下使所述溶液與氫氣和還原至少某些雜質(zhì)用的多相催化劑接觸，將溶液冷卻以沉淀出純化的固體對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物以及從溶液中回收所述產(chǎn)物。
用于純化對(duì)苯二甲酸粗產(chǎn)物的多相催化劑可以是有載體的貴金屬催化劑，例如載于惰性(如碳)載體上的鉑和/或優(yōu)選的鈀。還原反應(yīng)最好通過(guò)將含有對(duì)苯二甲酸和雜質(zhì)(如4-羧基苯甲醛)的水溶液在550-350℃及氫存在下穿過(guò)催化劑的溢流床而進(jìn)行。該溶液宜含有20-50％(重量)的對(duì)苯二甲酸。
還原后的溶液宜冷卻到100-250℃，以從溶液中分離出純的對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物。該溶液最好隨后冷卻到15℃-100℃或進(jìn)行蒸發(fā)，以得到不太純的沉淀和母液。不太純的沉淀適宜地從母液中分離出。將分離后得到的母液可直接或間接送去和/或用作第二含水介質(zhì)，以對(duì)粗的對(duì)苯二甲酸再制漿。需要的話，可將不太純的沉淀循環(huán)到氧化步驟中。
另外，如果不采用進(jìn)一步純化，可將對(duì)苯二甲酸從第二含水介質(zhì)中分出，干燥，例如使其與惰性氣體流接觸。然后，干燥的對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物可用于進(jìn)一步后續(xù)處理。也可以選用結(jié)晶段，以提高從第二含水介質(zhì)和對(duì)苯二甲酸的混合物得到對(duì)苯二甲酸的產(chǎn)率。
以下參考附圖介紹本發(fā)明的一種形式，

圖1示出了按照本發(fā)明的流程圖，圖2是用于本發(fā)明的過(guò)濾器和再制漿容器的示意圖。
含有溶解的催化劑(包括鈷、錳和溴離子)的對(duì)二甲苯和乙酸，通過(guò)管1送入反應(yīng)器A；同時(shí)還有空氣通過(guò)管2通入。來(lái)自反應(yīng)器A的產(chǎn)物通過(guò)管3輸送到結(jié)晶段B。反應(yīng)器A內(nèi)的溫度受來(lái)自反應(yīng)器的乙酸和水的混合物蒸發(fā)經(jīng)由管4到冷凝系統(tǒng)C來(lái)控制。大部分冷凝液通過(guò)管5送回到反應(yīng)器中，未冷凝物通過(guò)管6排走。為了控制反應(yīng)器A的水含量，一部分冷凝液通過(guò)管7從冷凝系統(tǒng)中排出并輸送到蒸餾塔D。
在結(jié)晶段B中，使溫度下降到約75℃-120℃，并將由此得到的母液中含對(duì)苯二甲酸晶體的漿料輸送到過(guò)濾器段E。乙酸可經(jīng)由液流8和9從結(jié)晶段B到蒸餾塔D而回收，和/或經(jīng)由液流8和10和/或11到反應(yīng)器A而回收。
圖2示出了過(guò)濾器段E和再制漿容器F。
圖2示出了適用于本發(fā)明的連續(xù)移動(dòng)帶過(guò)濾器E的示意圖，它包括由移動(dòng)帶內(nèi)的輥?zhàn)?未示出)驅(qū)動(dòng)且封閉在汽密室101中的過(guò)濾器移動(dòng)帶100，通過(guò)斜面102導(dǎo)向攪拌著的再制漿箱F。點(diǎn)劃線示出了左面第一區(qū)的位置，其中對(duì)苯二甲酸和乙酸漿料與任何溶解的催化劑一起通過(guò)管103引入到移動(dòng)帶上，乙酸穿過(guò)移動(dòng)帶排放到收集器104內(nèi)，由此乙酸通過(guò)管105取出；第二(中)區(qū)，其中水通過(guò)管106而引入并依次穿過(guò)移動(dòng)帶三次進(jìn)入收集器107、108和109，從而當(dāng)這些水經(jīng)過(guò)三次中的每一次洗滌階段時(shí)用越來(lái)越純的水來(lái)洗滌帶上的沉積物；以及第三區(qū)，其中將水噴到移動(dòng)帶和/或通過(guò)移動(dòng)帶以將帶上的沉積物排到指向容器F的斜面102，如果需要，容器F可從管14，15，16和/或17另外加水。來(lái)自管106的水可由管14，15或任何其它合適的來(lái)源得到。
此步驟得到的母液通過(guò)管10部分送回到反應(yīng)器A，而且也可以先與管1內(nèi)所含的新的催化劑、對(duì)二甲苯和乙酸混合。任何殘留的母液和來(lái)自第二區(qū)的洗液宜于通入蒸發(fā)段G，其中水和乙酸蒸汽通過(guò)管11排出、冷凝并通入反應(yīng)器A或者也可以通入蒸餾塔D，而付產(chǎn)物和催化劑的清洗液則通過(guò)液流13排出。
在再制漿容器F中，晶體與經(jīng)由液流14從蒸餾塔D回收到的水和/或其它水一起再制漿，這些其它水包括經(jīng)由液流15的循環(huán)母液、經(jīng)由液流16的循環(huán)母液和經(jīng)由液流17的軟化水。
在該段中制得的漿料在H段加熱到例如250-350℃，形成的溶液經(jīng)由液流19通入反應(yīng)器J，在此，溶液與氫在固定床鈀催化劑上反應(yīng)，從而降低了溶液中的雜質(zhì)，然后再在結(jié)晶段K中結(jié)晶，由此分離出純品產(chǎn)物并在L段中干燥，其中L段可包含離心機(jī)和/或過(guò)濾器和/或干燥機(jī)。
調(diào)節(jié)結(jié)晶段K中溶液的冷卻溫度和冷卻速度，以得到所需對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物的合適的純度。從L段回收純品對(duì)苯二甲酸產(chǎn)物，分離出的母液通入回收段M，其中液體被蒸發(fā)或被進(jìn)一步冷卻，以便能進(jìn)一步回收到固體，這些固體可經(jīng)由液流20再通入反應(yīng)器A中。在M段，通過(guò)在大氣壓下從液體中急速蒸發(fā)成蒸汽，使其溫度下降到100℃。這種蒸汽可通過(guò)例如蒸餾進(jìn)一步純化，需要的話，可用作L段的洗液，或用于該方法的其它工序或清洗工序。剩下的液體可以被冷卻或進(jìn)一步蒸發(fā)，并從中分離出固體。由M段回收到的母液可部分送回到蒸餾塔D，按以后介紹的方法處理，且可經(jīng)由液流16部分送回到再制漿段F和經(jīng)由液流21部分用于清洗。如果采用蒸發(fā)，最好將蒸發(fā)的水送回到再制漿段F。
蒸餾塔D將從反應(yīng)介質(zhì)蒸發(fā)得到水和乙酸的混合物分餾，需要的話蒸餾塔還可改裝，以用于處理從M段分離出的母液。
塔D包括三個(gè)區(qū)；上區(qū)1包括例如5個(gè)理論級(jí)，中區(qū)2包括例如45個(gè)理論級(jí)，下區(qū)3包括例如5個(gè)理論級(jí)。
從反應(yīng)器A中對(duì)二甲苯氧化成對(duì)苯二甲酸的反應(yīng)段中蒸發(fā)出的乙酸和水的部分混合物經(jīng)由液流7也可與經(jīng)由管9的液流11一起通入塔D的中區(qū)和下區(qū)之間。由沉淀對(duì)苯二甲酸得到的母液可借助于液流22通入上區(qū)和中區(qū)之間的塔D中。乙酸和稠物質(zhì)從塔D的底部經(jīng)由液流23通入反應(yīng)器A中。水在冷凝器中冷凝，并可經(jīng)由液流14在工藝過(guò)程中重復(fù)使用。
以下用非限制實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1
在反應(yīng)介質(zhì)中的對(duì)苯二甲酸粗品樣品(粗漿料)是從工業(yè)規(guī)模的氧化廠中獲取的。樣品采用一種模擬多級(jí)逆流洗滌和過(guò)濾的方法過(guò)濾。
將一種粗漿料樣品于80℃通過(guò)抽真空的Buchner瓶和用夾在支撐板上并安置在Buchner瓶上的濾布過(guò)濾。圓筒形容器固定到濾布上，用作樣品的儲(chǔ)器和維持固體物質(zhì)的沉淀。
樣品用軟化水洗滌，濾液標(biāo)注為F1(i)。排出沉積物。將第二種樣品過(guò)濾，用F1(i)洗滌，得到的濾液標(biāo)注為F2(i)。然后，將樣品用軟化水洗滌，該濾液標(biāo)注為F1(ii)排出沉積物。此工序用新樣品重復(fù)進(jìn)行，其中用F2(i)洗滌得到濾液F3(i)，用F1(ii)洗滌得到濾液F2(ii)用軟化水洗滌得到F1(iii。排出沉積物。
依次用F3(i)(提供了排出的濾液F4(i))、F2(ii)(提供了濾液F3(ii))、F1(iii)(提供了濾液F2(iii)和軟化水(提供了濾液F1(iv)洗滌新樣品。分析這種最終的洗滌沉積物以測(cè)定其中的鈷和錳催化劑殘余的含量。通過(guò)與樣品漿料中已知含量的那些殘余進(jìn)行比較，可測(cè)定洗滌工序的效率。
濾液F4代表了4級(jí)逆流洗滌的最終洗滌濾液。一旦代表著由4級(jí)逆流洗滌方法的第一(F1)、第二(F2)、第三(F3)和第四(F4)級(jí)得到的濾液的濾液產(chǎn)生，便將它們用于洗滌新樣品，從而得到用于下次洗滌循環(huán)的濾液F1-4。
用新的樣品重復(fù)洗滌工序，直到由連續(xù)洗滌循環(huán)得到的沉積物中雜質(zhì)含量保持基本上恒定為止。
結(jié)果示于表1。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的工序以模擬3級(jí)逆流洗滌工序，即排放標(biāo)注為F3的濾液，對(duì)產(chǎn)生F3得到的沉積物進(jìn)行分析以測(cè)定鈷和錳殘余的含量。
結(jié)果示于表1。
實(shí)施例3(比較)采用不按照本發(fā)明的傳統(tǒng)的洗滌和干燥工序。使用市售真空過(guò)濾器對(duì)粗的于組成與實(shí)施例1和2相同的反應(yīng)介質(zhì)中的對(duì)苯二甲酸粗品樣品(同時(shí)由同一來(lái)源獲得)進(jìn)行過(guò)濾，并用乙酸洗滌。用市售的真空蒸汽管式干燥機(jī)干燥樣品。分析干燥的沉積物以測(cè)定其中的鈷和錳含量，測(cè)定方法與實(shí)施例1和2的相同。于80 ℃、與實(shí)施例1和2洗液相同的壓差下，進(jìn)行過(guò)濾和洗滌。
結(jié)果示于表1。
表1洗滌比率 鈷 去除率 錳 去除率(te/te沉積物) (ppm) (％重量) (ppm) (％重量)實(shí)施例10.30(水) 0.3 99.90 2.1 99.65實(shí)施例20.21(水) 0.5 99.85 3.0 99.50實(shí)施例30.21(乙酸)7.0 96.6 25.096.6(比較)這些結(jié)果說(shuō)明，本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)洗滌方法相比，洗滌效率得到改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種制備對(duì)苯二甲酸的方法，該方法包括(a)在一種包含乙酸的反應(yīng)介質(zhì)中氧化對(duì)二甲苯，生成一種在反應(yīng)介質(zhì)中的對(duì)苯二甲酸晶體漿料；(b)由一種移動(dòng)濾帶輸送此漿料通過(guò)第一區(qū)，在這里反應(yīng)介質(zhì)從對(duì)苯二甲酸晶體中被除去，生成一種初級(jí)排出了水的濕沉積物；(c)由所說(shuō)的移動(dòng)濾帶輸送該初級(jí)濕沉積物通過(guò)第二區(qū)，在這里該初級(jí)濕沉積物用水洗滌，并通過(guò)由所說(shuō)的濾帶除去初級(jí)濕沉積物中的洗滌水以及反應(yīng)介質(zhì)，生成一種次級(jí)濕沉積物；和(d)由該移動(dòng)濾帶輸送該次級(jí)濕沉積物到第三區(qū)，在這里此次級(jí)濕沉積物從濾帶上被除去。
2.按權(quán)利要求1的方法，還包括分別收集步驟(b)和(c)的濾液的步驟。
3.按權(quán)利要求1的方法，其中所說(shuō)的第二區(qū)包括一系列的洗滌步驟，其中在除最后一個(gè)步驟之外的每一步驟中，通過(guò)固體和濾帶的進(jìn)入水是已經(jīng)過(guò)了后續(xù)步驟中的固體和濾帶的水。
4.按權(quán)利要求1的方法，其中在第一區(qū)中被除去的反應(yīng)介質(zhì)的至少一部分被再循環(huán)到步驟(a)。
5.按權(quán)利要求1的方法，其中在第二區(qū)中通過(guò)過(guò)濾材料而被除去的反應(yīng)介質(zhì)的至少一部分被再循環(huán)到步驟(a)。
6.按權(quán)利要求1或2的方法，其中過(guò)濾材料帶連續(xù)移動(dòng)通過(guò)第一區(qū)和形成第二區(qū)的一系列洗滌步驟。
7.按權(quán)利要求1或2的方法，其中對(duì)苯二甲酸漿料在80-150℃溫度沉積到濾帶上。
8.按權(quán)利要求1或2的方法，其中在第三區(qū)中除去次級(jí)濕沉積物之后，在過(guò)濾材料回到第一區(qū)時(shí)對(duì)它進(jìn)行洗滌以除去粘著的沉積物。
9.按權(quán)利要求1或2的方法，還包括(f)把次級(jí)沉積物在水中重新漿化，在次級(jí)沉積物從濾帶上除去和所說(shuō)的重新漿化的操作之間沒(méi)在中間的干燥步驟；加熱所得到的漿料，產(chǎn)生對(duì)帶二甲酸水溶液，并且對(duì)溶液進(jìn)行加氫，其中雜質(zhì)被還原。
10.按權(quán)利要求9的方法，其中對(duì)氫化后的溶液進(jìn)行結(jié)晶，得到純化的對(duì)苯二甲酸和母液，母液被再循環(huán)用于所說(shuō)的第二區(qū)中。
11.按權(quán)利要求1或2的方法，還包括(f)把次級(jí)沉積物在水中重新漿化，在次級(jí)沉積物由濾帶上除去和所說(shuō)的重新漿化操作之間沒(méi)有中間的干燥步驟；(g)加熱由步驟(f)獲得的漿料，溶解對(duì)苯二甲酸；(h)把步驟(h)的溶液氫化以純化對(duì)苯二甲酸；(i)在結(jié)晶過(guò)程中，冷卻氫化后的溶液，制得在母液中的純對(duì)苯二甲酸晶體；(i)由母液中分離出純化的晶體；(k)進(jìn)一步冷卻或蒸發(fā)由步驟(i)得到的母液，產(chǎn)生純度較低的沉淀；和(l)把此純度較低的步驟(k)的沉淀再循環(huán)到步驟(a)的反應(yīng)中；和/或(m)將經(jīng)步驟(k)到步驟(f)后殘留的母液再循環(huán)，用于使對(duì)苯二甲酸重新漿化，然后再進(jìn)行步驟(h)的氫化反應(yīng)，和/或再循環(huán)至所說(shuō)的第二區(qū)，用于洗滌所說(shuō)的初級(jí)濕沉積物。
12.按權(quán)利要求11的方法，其中蒸發(fā)或冷卻后殘留的母液被送到一個(gè)蒸餾塔中，蒸餾經(jīng)蒸發(fā)作用而由氧化步驟得來(lái)的乙酸和水的混合物，實(shí)現(xiàn)水和乙酸的分離，而由所述殘留母液得到的水再循環(huán)到步驟(f)和/或所述第二區(qū)中。
13.按權(quán)利要求1或2的方法，其中漿料在60-200℃溫度下沉積到濾帶上。
14.按權(quán)利要求1或2的方法，其中所說(shuō)的漿料的過(guò)濾是在濾帶的較高壓力側(cè)的壓力下實(shí)現(xiàn)的，此壓力與氧化步驟的壓力相比基本相等或更高。
15.按權(quán)利要求1或2的方法，其中在步驟(a)之后而在步驟(b)之前，將對(duì)苯二甲酸漿料進(jìn)行結(jié)晶，并且其中在濾帶的較高壓力側(cè)的壓力基本上等于或高于在前一步的結(jié)晶步驟中的壓力。
16.從漿料中分離對(duì)苯二甲酸晶體的方法，所說(shuō)的方法包括(a)由一種過(guò)濾材料帶輸送最初為所說(shuō)的漿料形式的對(duì)苯二甲酸晶體通過(guò)第一區(qū)和第二區(qū)；(b)當(dāng)穿過(guò)所說(shuō)的第一區(qū)時(shí)，初步對(duì)漿料進(jìn)行過(guò)濾，通過(guò)過(guò)濾材料帶除去漿料的液體組分，從而得到初級(jí)排出了水的對(duì)苯二甲酸晶體濕沉積物；和(c)然后當(dāng)穿過(guò)第二區(qū)和通過(guò)過(guò)濾材料帶實(shí)現(xiàn)過(guò)濾時(shí)，使初級(jí)的濕沉積物經(jīng)過(guò)一系列的水洗步驟，從對(duì)苯二甲酸晶體中分離殘留于初級(jí)沉積物中的漿料液體組分和用于洗滌的水，所述洗滌步驟(最終的洗滌步驟除外)用后續(xù)步驟產(chǎn)生的水實(shí)現(xiàn)，以便隨著沉積物通過(guò)第二區(qū)，使它與純度不斷增高的水接觸。
17.從反應(yīng)容器中產(chǎn)生的漿料中分離對(duì)苯二甲酸晶體的方法，該方法包括(a)由過(guò)濾材料帶輸送最初為所述漿料形成的對(duì)苯二甲酸晶體通過(guò)第一、第二和第三區(qū)；(b)當(dāng)穿過(guò)第一區(qū)時(shí)，初步地使?jié){料過(guò)濾，通過(guò)過(guò)濾材料帶除去漿料的液體組分，從而得到初級(jí)排出了水的對(duì)苯二甲酸晶體濕沉積物；(c)當(dāng)穿過(guò)第二區(qū)和在第二區(qū)中通過(guò)過(guò)濾材料帶實(shí)現(xiàn)過(guò)濾時(shí)，對(duì)初級(jí)濕沉積物進(jìn)行水洗，從對(duì)苯二甲酸中分離殘留在初級(jí)沉積物中的液體組分和水洗介質(zhì)；(d)在第三區(qū)中，由濾帶上除去洗滌過(guò)的沉積物；和(e)將在步驟(b)中除去的液體的至少一部分再循環(huán)到反應(yīng)容器中。
18.按權(quán)利要求1至5、16和17中任一項(xiàng)的方法，其中濾帶是連續(xù)的。
19.按權(quán)利要求1至5、16和17中任一項(xiàng)的方法，其中過(guò)濾材料帶為環(huán)狀濾帶的形式，具有穿過(guò)各區(qū)的水平運(yùn)行路線。
20.按權(quán)利要求1至5、16和17中任一項(xiàng)的方法，其中過(guò)濾材料包括一種塑料材料。
21.生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸的裝置，包括一個(gè)反應(yīng)器(A)，向此反應(yīng)器中供入對(duì)二甲苯、乙酸、包含鈷、鎂和溴離子的溶解的催化劑以及氧，以實(shí)現(xiàn)對(duì)二甲苯到對(duì)苯二甲酸的氧化；一個(gè)冷凝系統(tǒng)(C)，它從反應(yīng)器(A)接收蒸發(fā)的乙酸和水；一個(gè)管道(5)，它將來(lái)自冷凝系統(tǒng)(C)的冷凝物的一部分送回到反應(yīng)器(A)；和過(guò)濾裝置(E)，它接收來(lái)自反應(yīng)器(A)的漿料，此漿料含有在含乙酸的反應(yīng)介質(zhì)中的結(jié)晶對(duì)苯二甲酸；該過(guò)濾裝置(E)包括一個(gè)密封的外殼(101)；一個(gè)過(guò)濾帶(100)，它在外殼(101)內(nèi)輸送初始為漿料形式的對(duì)苯二甲酸晶體連續(xù)地通過(guò)第一、第二和第三區(qū)；向所述第二區(qū)提供洗滌水的設(shè)備；在過(guò)濾帶的對(duì)苯二甲酸輸送側(cè)和濾帶的濾液側(cè)之間建立不同壓差的設(shè)備，以便在第一區(qū)中，反應(yīng)介質(zhì)通過(guò)濾帶，在濾帶上留下對(duì)苯二甲酸晶體的初級(jí)濕沉積物和殘留的反應(yīng)介質(zhì)，而在第二區(qū)中，洗滌水與殘留的反應(yīng)介質(zhì)一起通過(guò)初級(jí)沉積物和濾帶，在濾帶上留下含水對(duì)苯二甲酸晶體的次級(jí)沉積物；和在第三區(qū)中從濾帶(100)除去次級(jí)沉積物的設(shè)備。
22.按權(quán)利要求21的裝置還包括一個(gè)所說(shuō)的洗滌過(guò)的次級(jí)沉積物在其中用水重新漿化的重新漿化容器、一個(gè)漿料在其中形成對(duì)苯二甲酸水溶液的溶解器和一個(gè)該溶液在其中與氫反應(yīng)的反應(yīng)器。
23.按權(quán)利要求21的裝置，其中濾帶是連續(xù)的。
24.按權(quán)利要求21的裝置，其中濾帶包括一種塑料材料。
25.按權(quán)利要求21的裝置，其中第二區(qū)包括一系列的洗滌步驟，所說(shuō)的往第二區(qū)供水的設(shè)備這樣安排將進(jìn)入水供至最后的洗滌步驟，回收通過(guò)除第一步驟以外每個(gè)步驟之后的水并把所述水供到前面的洗滌步驟。
26.生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸的方法，包括一個(gè)初級(jí)階段，其中對(duì)二甲苯在一種含有乙酸的反應(yīng)介質(zhì)中被氧化，產(chǎn)生在乙酸基母液中的粗對(duì)苯二甲酸晶體的漿料，將此乙酸基母液從粗對(duì)苯二甲酸中除去，產(chǎn)生包括粗對(duì)苯二甲酸晶體和殘留母液的濾餅，此濾餅用洗滌液洗滌，并且緊接著除去乙酸基母液和洗滌液之后，將粗對(duì)苯二甲酸溶于水中，產(chǎn)生粗對(duì)苯二甲酸的水溶液；和一個(gè)次級(jí)階段，其中對(duì)苯二甲酸通過(guò)使水溶液在一種多相催化劑的存在下與氫接觸，以還原粗對(duì)苯二甲酸中的雜質(zhì)而被純化，并將純化的對(duì)苯二甲酸與水性母液分離；其特征在于粗對(duì)苯二甲酸的洗滌是用水實(shí)現(xiàn)的，并且其特征還在于在水洗步驟和溶解步驟之間沒(méi)有干燥步驟，直接進(jìn)行溶解步驟。
27.按權(quán)利要求26的方法，其中所說(shuō)的由第二階段獲得的水性母液用作洗滌粗對(duì)苯二甲酸的水源。
28.按權(quán)利要求26的方法，其中所說(shuō)的由第二階段獲得的水性母液用作溶解粗對(duì)苯二甲酸的水源。
29.按權(quán)利要求27或28的方法，其中水性母液直接用于粗對(duì)苯二甲酸的洗滌中。
30.按權(quán)利要求27或28的方法，其中水性母液在用于粗對(duì)苯二甲酸的洗滌之前先被過(guò)濾。
31.按權(quán)利要求27或28的方法，其中水性母液在用于粗對(duì)苯二甲酸的洗滌之前先被蒸餾。
32.按權(quán)利要求27或28的方法，其中純度較低的對(duì)苯二甲酸晶體從水性母液中被回收，而母液然后被蒸餾，產(chǎn)生的水用于粗對(duì)苯二甲酸的洗滌和/或溶解。
33.按權(quán)利要求32的方法，其中所說(shuō)的純度較低的對(duì)苯二甲酸晶體被再循環(huán)到氧化步驟。
34.按權(quán)利要求27的方法，其中氧化反應(yīng)的溫度和/或水含量是通過(guò)蒸發(fā)而從氧化步驟的反應(yīng)介質(zhì)中除去乙酸和水的混合物的過(guò)程來(lái)控制的，水與所述混合物的至少一部分在蒸餾塔中被分離，留下水含量更低的乙酸。
35.按權(quán)利要求34的方法，其中所說(shuō)的水含量更低的乙酸在氧化步驟中被循環(huán)到反應(yīng)介質(zhì)中。
36.按權(quán)利要求34的方法，其中水性母液被蒸餾以從中回收水，用于粗對(duì)苯二甲酸的洗滌和/或溶解，此蒸餾過(guò)程利用蒸餾塔進(jìn)行，以蒸餾水和乙酸的混合物。
37.按權(quán)利要求26至28和34至36中任一項(xiàng)的方法，其中粗對(duì)苯二甲酸的洗滌是通過(guò)輸送濾餅通過(guò)洗滌區(qū)、同時(shí)以逆流方式多次使洗液通過(guò)濾餅而完成的，以便隨著濾餅通過(guò)洗滌區(qū)使它與濃度逐漸提高的水接觸。
38.制備對(duì)苯二甲酸的方法，包括在包含乙酸的反應(yīng)介質(zhì)中氧化對(duì)二甲苯，產(chǎn)生在乙酸基母液中的粗對(duì)苯二甲酸漿料，由乙酸基母液分離粗對(duì)苯二甲酸，把粗對(duì)苯二甲酸溶解于水中產(chǎn)生粗對(duì)苯二甲酸的水溶液，通過(guò)使水溶液與氫接觸純化對(duì)苯二甲酸，其特征在于由酸基母液分離粗對(duì)苯二甲酸借助于在高溫條件下操作的分離和多級(jí)逆流洗滌一體化的過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)；和該分離和逆流洗滌一體化的過(guò)濾器先從對(duì)苯二甲酸中濾出乙酸基母液，然后用水基洗液洗出殘留的乙酸基母液，由純化的對(duì)苯二甲酸分離出的水性母液構(gòu)成所述洗液的水源。
39.按權(quán)利要求38的方法，其中在該逆流洗滌過(guò)濾器中用作洗液的水性母液，以未處理的形式被供到該過(guò)濾器中。
40.按權(quán)利要求38的方法，其中在該逆流洗滌過(guò)濾器中用作洗液的水性母液以處理過(guò)的形式被供到該過(guò)濾器中。
41.按權(quán)利要求40的方法，其中該水性母液的處理包括在緊接著從純化的對(duì)苯二甲酸中的分離之后進(jìn)行冷卻。
42.按權(quán)利要求41的方法，其中純度更加進(jìn)一步低的對(duì)苯二甲酸經(jīng)冷卻從水性母液中沉淀出來(lái)，該純度更加進(jìn)一步低的沉淀被供到氧化反應(yīng)中。
43.按權(quán)利要求40的方法，還包括通過(guò)以蒸汽形式從反應(yīng)中采出包含乙酸和水的物流來(lái)控制氧化反應(yīng)的溫度，把采出的乙酸和水的一部分送到蒸餾塔中，在其中水從乙酸中被分離出來(lái)，并且使來(lái)自蒸餾塔的酸返回到反應(yīng)中，該水性母液的處理是在該蒸餾塔中實(shí)現(xiàn)的。
44.按權(quán)利要求26至28、34至36、38至43中任一項(xiàng)的方法，其中分離和逆流洗滌一體化的過(guò)濾器包括一種過(guò)濾材料帶。
45.按權(quán)利要求26至28、34至36、38至43的方法，其中分離和逆流洗滌一體化的過(guò)濾器包括一種連續(xù)的過(guò)濾材料帶。
46.生產(chǎn)對(duì)苯二甲酸的裝置，包括一個(gè)一級(jí)反應(yīng)器，向此反應(yīng)器中供入對(duì)二甲苯、乙酸、一種包括鈷、鎂和溴離子的溶解的催化劑和氧，來(lái)實(shí)現(xiàn)由對(duì)二甲苯到對(duì)苯二甲酸的氧化；通過(guò)從反應(yīng)器中以蒸汽形式采出乙酸和水的物流來(lái)控制反應(yīng)溫度的設(shè)備；一個(gè)蒸餾塔，用于接收由反應(yīng)器中采出的一部分乙酸和水并且從乙酸中分離水；使由蒸餾塔回收的酸回到反應(yīng)器的設(shè)備；由反應(yīng)器采出在乙酸基母液中的粗對(duì)苯二甲酸漿料的設(shè)備；一個(gè)分離和逆流洗滌一體化的過(guò)濾器，此過(guò)濾器被供應(yīng)水基洗液，用來(lái)從乙酸基母液中濾出粗對(duì)苯二甲酸，形成濾餅，并用水基液體洗出濾餅中殘留的乙酸基母液；使被洗過(guò)的粗對(duì)苯二甲酸溶于水的設(shè)備，以產(chǎn)生粗對(duì)苯二甲酸的水溶液；一個(gè)二級(jí)反應(yīng)器，粗對(duì)苯二甲酸在其中通過(guò)使粗對(duì)苯二甲酸的水溶液與氫和一種多相催化劑接觸而被純化，以達(dá)到粗對(duì)苯二甲酸中雜質(zhì)的還原；從水基的母液中分離純化的對(duì)苯二甲酸的設(shè)備；使分離出的水基母液進(jìn)料到分離和逆流洗滌一體化的過(guò)濾器中用作水基洗液的設(shè)備。
47.按權(quán)利要求46的裝置，其中使水基母液進(jìn)料到過(guò)濾器的設(shè)備引導(dǎo)水基母液到達(dá)所述蒸餾塔，并且它包括使蒸餾塔產(chǎn)生的水進(jìn)料到過(guò)濾器作為水基洗液的設(shè)備。
48.按權(quán)利要求46或47的裝置，其中分離和逆流洗滌一體化的過(guò)濾器包括一種分離和洗滌步驟在其上進(jìn)行的過(guò)濾帶。
49.按權(quán)利要求48的裝置，其中過(guò)濾帶是連續(xù)的。
全文摘要
通過(guò)氧化乙酸中的對(duì)二甲苯、蒸發(fā)水和乙酸液流除去水和將乙酸送回到氧化步驟制得對(duì)苯二甲酸的乙酸料漿。在第一區(qū)將對(duì)苯二甲酸從反應(yīng)介質(zhì)中分離，沉積物留在移動(dòng)帶上，在第二區(qū)沉積物用第一含水介質(zhì)洗滌，在第三區(qū)沉積物從移動(dòng)帶上取出，并與第二含水介質(zhì)混合。反應(yīng)介質(zhì)從第一區(qū)通入氧化步驟和最好在進(jìn)一步純化之后回收對(duì)苯二甲酸。
文檔編號(hào)C07C51/487GK1150945SQ9610997
公開日1997年6月4日 申請(qǐng)日期1996年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月7日
發(fā)明者E·欣德馬什, J·A·特納, A·M·尤爾 申請(qǐng)人:帝國(guó)化學(xué)工業(yè)公司