專利名稱：廢氣處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢氣處理，特別是在生產(chǎn)芳香羧酸，如生產(chǎn)對苯二甲酸時所產(chǎn)生的廢氣處理。
例如，本發(fā)明可應(yīng)用于含可燃性組分的高壓廢氣流的催化燃燒。
從日本公開55-99517中得知了一種用于生產(chǎn)對苯二甲酸的流程，流程中產(chǎn)生的含可燃性和腐蝕性組分，如乙酸、乙酸甲酯、對二甲苯和一氧化碳的廢氣，在高壓下經(jīng)催化燃燒，處理后的氣體再通過氣體透平以回收能量。此能量又可用于對苯二甲酸生產(chǎn)過程的其它地方。這種已知的方法是將廢氣中所有可燃性和腐蝕性組分變成無害的成分，經(jīng)處理后直接排入大氣。
很明顯，JP-A-55-9517并未涉及廢氣中的含溴成分。但是，通常用于生產(chǎn)對苯二甲酸的流程包括在羧酸，如乙酸溶劑中的對二甲苯的液相氧化，此氧化過程是在含溴組分作為助催化劑的重金屬催化劑系統(tǒng)的情況下進(jìn)行的。溴的存在就使來自氧化反應(yīng)的高壓廢氣中含有溴，主要是有毒的 甲基溴，如果排入大氣就會消耗大氣中的臭氧。所以重要的是避免將甲基溴排入大氣。
如果利用JP-A-55-99517中公布的流程來處理含甲基溴的廢氣，則催化氧化是有效的，至少可將一些甲基溴轉(zhuǎn)化成溴和溴化氫(HBr)，而后者均是潛在的腐蝕劑，特別是在催化氧化區(qū)的下游想避免采用昂貴的抗腐蝕性材料來制造設(shè)備時尤其要加以注意。由于JP-A-55-99517中未涉及甲基溴，則建議在對苯二甲酸產(chǎn)生流程中，不要采用溴作為催化劑組分，或者，在催化氧化之前再附加某些溴的去除系統(tǒng)，或使用昂貴的抗腐蝕材料來制造處理廢氣的設(shè)備。
在已采用的流程中，特別是對來自含甲基溴廢氣的催化氧化過程所產(chǎn)生的溴和HBr，要在經(jīng)處理過的氣體通過氣體透平之前用洗滌法去除。盡管這是一種有效的方法，可確保制造氣體透平所用的材料不會遇到氣體中的溴成分，但氣流的洗滌不可避免的降低了經(jīng)處理過的氣流的溫度和壓力。因此，減少了從氣流中的能量回收。
本發(fā)明提供了一種處理廢氣流的流程，它包括使廢氣在升壓下進(jìn)行催化燃燒，并將處理過的氣體送入能量回收系統(tǒng)，其特征為廢氣流中含有原始溴化物或催化燃燒時可轉(zhuǎn)變成氣態(tài)溴化物的化合物，或在液相中對能量回收系統(tǒng)的制造材料有腐蝕性作用的化合物；含上述原始溴化物的廢氣經(jīng)催化燃燒；經(jīng)處理后的含后續(xù)產(chǎn)生的氣態(tài)溴化物的氣體進(jìn)入能量回收系統(tǒng)；控制壓力和溫度條件，以防止上述各種溴化物在通過能量回收系統(tǒng)時發(fā)生冷凝。
通過能量回收系統(tǒng)后，上述后續(xù)溴化物從處理過的氣體中去除。
因此按照本發(fā)明，不是在處理過的氣體通過能量回收系統(tǒng)之前，采用洗滌氣流的方法去除其中有腐蝕性的溴化物。而是以維持處理過的氣體的溫度，并用控制溫度和壓力條件的辦法來抑制腐蝕，確保在氣體通過能量回收系統(tǒng)時，使可能有腐蝕作用的各種溴化物保持在氣相中。此方法完全利用了在催化燃燒過程中傳給氣流的高溫，而無需使用昂貴的高抗腐蝕材料來制造能量回收系統(tǒng)。因此，能量回收系統(tǒng)(如氣體透平)可使用更普通的材料來制造，如高鉻不銹鋼或奧氏體不銹鋼。
本發(fā)明特別適用于處理這類廢氣，即在廢氣中的原始溴化物包括甲基溴，而后續(xù)溴化物是在甲基溴催化燃燒中形成的溴和/或溴化氫。
本發(fā)明特別適用于處理生產(chǎn)芳香聚羧酸，如生產(chǎn)對苯二甲酸時產(chǎn)生的廢氣，此過程利用在脂肪羧酸溶劑，例如在乙酸溶劑中的合適起始化合物(即用對二甲苯生產(chǎn)對苯二甲酸)的液相氧化，它是在含溴源，如含溴化氫的催化劑系統(tǒng)中進(jìn)行的，催化劑通常包括重金屬化合物，如鈷和鎂的化合物。此過程如先前EP-A-498591以及EP-A-502628所公布的，其完整的公開內(nèi)容在此引入以作為參考。
在此情況下，廢氣源來自氧化反應(yīng)器排出的塔頂蒸氣，此塔頂蒸氣經(jīng)處理已去除大部分乙酸，留下的氣流中除含氮、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳和氧之外，特別還含有有機(jī)物，如甲基溴、乙酸、乙酸甲脂、對二甲苯和苯。此氣流按本發(fā)明過程進(jìn)行處理，以基本去除所有的有機(jī)組分。
通常，廢氣流的壓力為5～25巴(如10～16巴)，溫度約為40℃。在催化燃燒之前廢氣流被簡便地加熱(例如利用高壓蒸汽、熱油、未處理過的和已處理過的氣流間的熱交換、穿過燃料燃燒加熱器或燃料直接在氣流中燃燒)到高溫。一般為250～400℃，通常約為300℃。
依據(jù)催化燃燒可能達(dá)到的散熱量，向催化燃燒區(qū)引入助燃劑也是適用的。助燃劑在引入燃燒區(qū)之前，最好與氣流相混合。使助燃劑與氣流達(dá)到充分混合的裝置之一已公布在以前的PCT公開專利申請No.WO94/23813中，其內(nèi)容在此引入以作為參考。
助燃劑最好含氧，但并非必須如此。各種助燃劑均可使用，如甲醇、乙酸甲酯、氫、天然氣、甲烷、丙烷、丁烷或其混合物。當(dāng)使用乙酸甲酯時，它可方便的從對苯二甲酸生產(chǎn)過程中得到，因?yàn)樗窃谝宜崛軇┲械膶Χ妆降囊合嘌趸a(chǎn)生的副產(chǎn)品。當(dāng)使用甲烷時，它可在制備芳香羧酸，如制備對苯二甲酸的流程中，從以厭氧法處理其產(chǎn)生的廢氣的過程中得到。如需要也可向催化燃燒區(qū)中引入外加空氣以促進(jìn)氧化。
進(jìn)行催化燃燒時要考慮到氣流在通過能量回收系統(tǒng)時，會隨之發(fā)生膨脹，此時要確保由廢氣中的甲基溴組分產(chǎn)生的溴和溴化氫能保持在氣相中，以避免在能量回收系統(tǒng)中產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕條件。通常排出氣流的溫度在250～700℃之間，如350～700℃，它取決于氣流在催化燃燒前是否經(jīng)過預(yù)熱以及是否使用助燃劑。例如，催化燃燒的條件要使排出催化燃燒區(qū)的氣體溫度在400℃左右或更高。當(dāng)不使用助燃劑或使用容易或較容易氧化的助燃劑(如甲醇、乙酸甲酯或氫)時，氣體出口溫度為250～550℃之間，通常為350～550℃(如約為480℃)。當(dāng)使用不易氧化的助燃劑(如甲烷、丙烷或丁烷)時，氣體出口溫度通常較高，即400～700℃，通常為550～700℃，如約630℃。
通常，催化燃燒過程在選定的操作條件(如溫度、空間速度和催化劑組成)下進(jìn)行，操作條件的選定要確保將甲基溴基本上能全部轉(zhuǎn)變成HBr和Br2，其目的是最少產(chǎn)生或避免產(chǎn)生高露點(diǎn)的低轉(zhuǎn)化率的溴化芳香化合物。此外，要控制壓力和溫度條件以防止HBr和/或Br2在通過能量回收系統(tǒng)時發(fā)生冷凝。
能量回收系統(tǒng)可以機(jī)械能或電能方式輸出能量，并向生產(chǎn)廠的其它設(shè)備供能，例如給壓縮機(jī)供電。它是將空氣、富氧空氣、含氧氣體或氧送入液相氧化反應(yīng)器的系統(tǒng)的一部分。
本發(fā)明的另一目的是提供聚羧酸如對苯二甲酸的生產(chǎn)流程，此流程包括在含脂肪羧酸(如乙酸)的反應(yīng)介質(zhì)中，氧化聚羧酸的起始化合物(如對二甲苯)，以產(chǎn)生在脂肪酸中的對苯二甲酸粗制品的漿液，并用水取代漿液中的脂肪羧酸，以產(chǎn)生含水的聚羧酸粗制品的濕沉淀，以用于聚羧酸粗制品的后續(xù)純化(如由上述濕沉淀所形成的水溶液的氫化)，用水取代脂肪羧酸的操作可采用加壓條件下運(yùn)行的整合式分離水洗過濾器來完成，來自加壓條件下氧化反應(yīng)的含甲基溴廢氣的催化燃燒選擇在有助燃劑的條件下進(jìn)行，以將甲基溴轉(zhuǎn)化為溴和/或溴化氫，使經(jīng)處理過的含溴和/或溴化氫蒸氣相的氣體通過能量回收系統(tǒng)，其壓力和溫度條件應(yīng)能基本防止溴和/或溴化氫的冷凝，然后從通過能量回收系統(tǒng)后的氣體中去除溴和/或溴化氫。
整合式分離水洗過濾器，可包括氣壓帶狀過濾器、氣壓旋轉(zhuǎn)圓柱體過濾器和水壓多隔室壓力鼓過濾器。在每種情況下，洗滌操作均分級進(jìn)行，最好呈逆流方式以使濾餅從結(jié)晶與母液分離處向下游方向移動時，可由越來越純的水洗滌。
通常，過濾器在壓差為0.1～15巴的條件下運(yùn)行(最好為0.3～7巴)，在低壓邊的壓力最好不小于1巴，但也不能排除低壓邊出現(xiàn)負(fù)壓的可能性。
本發(fā)明的另一個目的，涉及到經(jīng)催化燃燒處理后的氣流中溴和/或溴化氫的去除，特別是氣流處理的目的是要使排入大氣的氣流中基本不含溴的組分。盡管本發(fā)明的此目的是用于洗滌通過能量回收系統(tǒng)后的氣流，但需要時也可用于能量回收系統(tǒng)上游氣流的洗滌。此工藝過程中用水使過熱氣流降溫，并在洗滌段使用合適的水相洗滌介質(zhì)與氣流接觸，以去除溴和溴化氫來實(shí)現(xiàn)。例如對溴化氫的去除，可利用與溴化氫溶液的逆流接觸或簡單地用水洗滌如水噴霧來去除，同時使過熱氣體達(dá)到降溫。當(dāng)需要回收溴化氫以補(bǔ)充氧化反應(yīng)器的催化劑系統(tǒng)時采用處理過的氣體與溴化氫溶液相接觸的方法是適宜的。當(dāng)無需回收使用溴化氫時，可以用水洗滌。此時，最好用足夠量的水噴淋輸送經(jīng)水處理過的下游管道以防止腐蝕。溴的去除可采用與含下列組分的溶液的逆流洗滌來完成，如氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、溴化鈉、甲酸鈉、亞硫酸鈉或含上述兩種或多種組分的混合物(如氫氧化鈉和亞硫酸鈉)。
本發(fā)明的另一個目的涉及在廢氣流的催化燃燒中引入助燃劑。就此，提供了一種生產(chǎn)芳香羧酸的流程，它包括a)在有水和含溴化合物的重金屬氧化催化劑體系的情況下，在低級脂肪單羧酸中，用氧化劑將芳香起始化合物氧化成芳香羧酸，產(chǎn)生含有水、氣態(tài)組分以及含上述脂肪酸和甲基溴的有機(jī)組分的高壓廢蒸氣流；b)減少廢蒸氣流中的脂肪酸含量，以得到含水、氣態(tài)組分以及含脂肪酸和甲基溴的有機(jī)組分的高壓廢氣流；c)以基本上將所有的甲基溴轉(zhuǎn)化為為溴或溴化氫的方式，將高壓廢氣流催化燃燒，該催化燃燒是在有有機(jī)助燃劑的條件下進(jìn)行的，有機(jī)助燃劑由生產(chǎn)芳香酸所產(chǎn)生的副產(chǎn)品構(gòu)成；以及d)使燃燒氧化過的氣流通過能量回收系統(tǒng)。
因此在本發(fā)明中助燃劑來自生產(chǎn)芳香羧酸的過程，例如可能是從氧化過程中所產(chǎn)生的蒸氣流中回收的乙酸甲酯，或可能是廢氣厭氧處理過程中所產(chǎn)生的甲烷，此廢物處理過程是生產(chǎn)芳香酸流程的一部分。
本發(fā)明中去除燃燒后氣流中溴或溴化氫組分的洗滌過程，可使用上述的一種或多種洗滌劑和技術(shù)進(jìn)行，并且可在氣流通過能量回收系統(tǒng)前或后進(jìn)行。
本發(fā)明將參照附圖舉例說明

圖1為描述本發(fā)明一個實(shí)例的流程圖，此實(shí)例用于處理生產(chǎn)對苯二甲酸時所產(chǎn)生的廢氣流；圖2描述減少廢氣中溴/溴化氫含量的洗滌裝置。
參看圖1，經(jīng)管線10進(jìn)入處理裝置的廢氣是來自與反應(yīng)器R相連的塔頂排出物的冷凝和洗滌系統(tǒng)，反應(yīng)器R用于以對二甲苯的液相氧化法來制備對苯二甲酸，例如采用先前EP-A-498591和EP-A-502628所公開的流程。
在本發(fā)明所公布的流程中，為制備對苯二甲酸所采用的對二甲苯的液相催化氧化過程是在含乙酸的溶劑中進(jìn)行的，催化劑系統(tǒng)包括重金屬如鈷和鎂以及溴等助催化劑。液相反應(yīng)的溫度由從反應(yīng)器排出的塔頂蒸氣流來控制，蒸氣流中包含脂肪酸、水、含甲基溴和乙酸甲酯的氣態(tài)副產(chǎn)物，以及諸如氮、一氧化碳、二氧化碳和氧等氣體。去除大量乙酸后所得到的廢氣流是處于高壓條件下。塔頂物流的處理通常包括使物流進(jìn)入冷凝系統(tǒng)以得到含乙酸的冷凝液以及上述廢氣流。大部分水相冷凝液進(jìn)入蒸餾塔，在塔中水與乙酸分離以產(chǎn)生富水塔頂產(chǎn)物和富乙酸塔底產(chǎn)物，后者再循環(huán)到氧化器。剩余的水相冷凝液可再回流到反應(yīng)器R。從蒸餾塔所得的富水塔頂產(chǎn)物可作為EP-A-498591和EP-A-502628所用流程的水源。
EP-A-498591和EP-A-502628中公布的流程的特點(diǎn)在于純化過程中產(chǎn)生的水相母液的處理。純化過程包括由對二甲苯氧化所得到的對苯二甲酸粗制品水溶液的氫化、純化的對苯二甲酸的結(jié)晶以及純化晶體從母液中的分離。所得母液含有雜質(zhì)如對甲苯酸，在以前的流程中它是作為廢液處理。在EP-A-498591和EP-A-502628的流程中至少部分原始母液進(jìn)行再循環(huán)經(jīng)處理(冷卻和蒸發(fā))以沉淀出不太純的對苯二甲酸，并將二次母液(作為再回流料液)送入蒸餾塔以分離水和乙酸，結(jié)果要使高沸點(diǎn)雜質(zhì)如對甲苯酸從蒸餾塔排出的富乙酸的塔底產(chǎn)物中回收，以再循環(huán)到氧化器中。不太純的對苯二甲酸也再循環(huán)到氧化器，如用來自蒸餾塔的乙酸使其漿液化。
這里所公布的廢氣處理方法可用于芳香聚羧酸生產(chǎn)流程中，其中酸結(jié)晶的粗制品和純化的酸結(jié)晶各自從原始脂肪羧酸母液和原始水相母液中分離，并采用先前公布過的國際專利申請No.WO93/24440和WO94/17982中所描述的整合式固體分離水洗裝置進(jìn)行水洗(在此引入全部公開內(nèi)容以供參考)，以達(dá)到母液被水取代。因此這種整合式固體分離水洗裝置可包括超大氣壓下用于漿液的帶式過濾器或超大氣壓條件下用于漿液的加壓旋轉(zhuǎn)圓柱式過濾器，或壓力鼓式過濾器(如BHS-Fest壓力濾鼓是由多個漿液接收槽構(gòu)成，槽中與濾餅分離的母液在液壓下由水取代)。
通常廢氣流的壓力為10-16巴，溫度約為40℃，特別含有揮發(fā)性有機(jī)物，如甲基溴，乙酸和苯，還含有氮、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳和氧。廢氣流的典型組成(以克分子百分?jǐn)?shù)表示)如下氮 94.5氧 3.0一氧化碳 0.45二氧化碳 1.35水 0.5有機(jī)物 0.2其中有機(jī)物組分包括乙酸、乙酸甲酯、甲醇、苯、甲苯、對二甲苯和甲基溴，在總氣流中，后者的含量通常約為50ppm。
氣流在熱交換器12中用高壓蒸氣預(yù)熱。通常，經(jīng)熱交換后的氣流的溫度為250～300℃。然后此氣流進(jìn)入混合器14，同時助燃劑經(jīng)管線16也引入其中，兩者經(jīng)混合后再進(jìn)入催化燃燒器18，其空間速度約為103～5×104/小時，最好為5×103～2×104/小時。
一種方便的助燃劑是乙酸甲酯，它是對苯二甲酸生產(chǎn)流程中的副產(chǎn)物。也可使用其它各種助燃劑，特別是含氧助燃劑，如甲醇。引入助燃劑的量要使自催化燃燒器18出來的氣流的溫度約為400℃或更高，通常約為480℃。由包括管線16上的閥門20、溫度探測器22和所需的控制設(shè)備所組成的反饋裝置用于調(diào)節(jié)混合器14的助燃劑的進(jìn)料，以維持燃燒器18出口所需要的溫度。
催化燃燒器18中所用的催化劑可包括合適的氧化催化劑，以確保甲基溴能基本上全部轉(zhuǎn)變成溴和HBr，當(dāng)與助燃劑混合(如果需要)使用時，也要同時確保其它有機(jī)物如乙酸基本上全部氧化以及確保所產(chǎn)生的熱，以達(dá)到所希望的出口溫度。通常所使用的催化劑包括貴金屬催化劑，如承載在惰性支撐物上的鉑和/或鈀。支撐物可能是呈整塊或小丸狀的陶瓷體或金屬體。合適的市售催化劑可從催化劑制造商處采購，如Johnson Matthey(如Halocat AH/HTB-10催化劑)，AlliedSignal/DegussA(如HDC-2或T2-HDC催化劑)和Engelhard(如VOCAT 300H或VOCAT 450H催化劑)。
經(jīng)催化燃燒處理后的氣流溫度通常約為400℃～700℃，壓力稍低于未處理過的氣流，即當(dāng)未處理過的氣流壓力約為10～16巴時，處理過的氣流壓力為9.5～15.5巴。然后，處理過的氣體通過膨脹器24，使氣流中的能量經(jīng)轉(zhuǎn)軸26轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，此機(jī)械能可適當(dāng)?shù)赜糜趯Ρ蕉姿岬纳a(chǎn)流程中，如作為空氣壓縮機(jī)的能量輸入，將加壓空氣送入生產(chǎn)流程中的氧化反應(yīng)器中，或產(chǎn)生電能供工廠使用或提供給其他用戶。膨脹器出口的氣流溫度通常為140℃～200℃(如約170℃)，其壓力近一個大氣壓，如約1.2巴。此溫度和壓力條件的選定是為使在催化燃燒過程中由甲基溴轉(zhuǎn)變成的溴和HBr仍然保持在氣態(tài)，以避免露點(diǎn)腐蝕的風(fēng)險。由此，就可避免由于對膨脹器上游氣流的洗滌(洗滌會減少膨脹器中可回收的能量)或使用昂貴材料來制造膨脹器24所帶來的費(fèi)用負(fù)擔(dān)。
氣流經(jīng)能量回收后再經(jīng)處理以去除所含溴化物，并使排入大氣的廢氣中基本不含溴化物組分。例如，使氣流進(jìn)入裝置28以水降溫，接著在洗滌區(qū)30用合適的水相洗滌介質(zhì)與氣流相接觸，以去除Br2和HBr。例如，用HBr溶液進(jìn)行逆流洗滌以去除HBr，用含氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、溴化鈉、甲酸鈉、亞硫酸鈉或含兩種或多種上述化合物的混合物(如氫氧化鈉和亞硫酸鈉)的逆流洗滌以去除Br。用于降溫的水也可用于洗滌區(qū)。凈化過的氣體可排入大氣和/或用于流程的其它地方，如作為不參與化學(xué)反應(yīng)的氣體用。
圖2描述一種洗滌裝置50，用于洗滌廢氣，使排放氣體中的溴含量小于4ppm vol/vol，小于2ppm vol/vol更佳，含量為1ppm vol/vol也是容易達(dá)到的。洗滌裝置50包括兩個填料段52和54。填料可為任何一種合適的類型，如臘西環(huán)、棘爪(Pall)環(huán)等。液態(tài)收集盤56位于52和54之間。經(jīng)去除過HBr的廢氣(與噴淋管道的水一起)引入容器50底部的進(jìn)口管58，進(jìn)入容器50的氣體和液體入射到容器底部的一塊板(未給出)上，以防止氣、液混合物對進(jìn)口管58對面的容器壁的撞擊。氣流沿容器上升，穿過填料段52、54，并經(jīng)出口管60排入大氣。
所使用的洗滌液可為任意一種能從廢氣中去除溴的合適的液體，包括上述的各種化合物。洗滌液沿回路循環(huán)，此回路由上段52、出口管60、泵64和進(jìn)口管66組成。這樣，液流與向上通過容器50的氣流呈逆流狀態(tài)。在容器50的下部形成洗滌液的第二循環(huán)回路，也與氣流呈逆流狀態(tài)，此循環(huán)回路由出口管68、泵70和返回管72組成。失效的洗滌液通過管道74排出，補(bǔ)充的洗滌液通過管道76進(jìn)入。每單位時間泵入容器的洗滌液的量通常遠(yuǎn)大于排出的量，比例至少為20∶1，如至少為30∶1(通常為40∶1)，排出管78與泵64和管線72相連，使收集于收集盤56中的洗滌液能進(jìn)入下循環(huán)回路。一種修改方案為，取消管線78，使來自上段52的洗滌液經(jīng)收集盤56中液體的溢流進(jìn)入下循環(huán)回路。少量洗滌液經(jīng)泵70和管線80進(jìn)入進(jìn)口管58，以防止進(jìn)口管區(qū)的腐蝕風(fēng)險。
另一修改方案為將HBr的洗滌過程與Br的去除過程呈一體化，即在洗滌塔的洗滌段52和54的下方，增設(shè)另一填料段，使氣體先通過HBr洗滌段。在HBr洗滌段的洗滌液可以是一種HBr水溶液，HBr水溶液也在再循環(huán)回路中流動，如對洗滌段52和54所描述的一樣，也連有排出及補(bǔ)充管線。HBr的排出液可用作催化劑的補(bǔ)充。
如前所述，含溴氣體經(jīng)兩級洗滌處理，就可使其從容器排放前基本上達(dá)到溴的完全去除。其洗滌液可以是任何一種能有效去除溴的合適液體，最好選用堿土金屬化合物。例如，當(dāng)使用苛性鈉時，它將在洗滌容器中轉(zhuǎn)變成碳酸鈉和碳酸氫鈉，這是由于氫氧化鈉溶液吸收了廢氣中存在的二氧化碳。除苛性鈉之外，洗滌液還可包括前述的一種或多種化合物，如亞硫酸鈉或甲酸鈉或其它合適的還原劑，或其它化合物如氫氧化鉀或尿素。
本發(fā)明還涉及生產(chǎn)芳香聚羧酸(如利用對二甲苯的液相氧化生產(chǎn)對苯二甲酸)的氧化過程所產(chǎn)生的廢氣，從氧化器排出的甲基溴的廢氣利用無煙氧化過程處理，如下列一種或多種出版物所描述的空氣污染顧問會議(March/April 1993)；論文No.93-WP-94.06題為“含無焰熱氧化劑的毒性氣體排出物的控制”(作者K B Wood et al)發(fā)表于第86屆丹佛年會及展覽會，Colorado June 13-18，1993；PCT公布專利申請?zhí)?5/02450，94/01446 and 90/12985.
美國專利號4688495，4823711，5165884 and 5320518.
歐洲公布專利申請?zhí)?24736.
英國專利申請?zhí)?182426.
本發(fā)明可使用于采用整合式分離洗滌裝置進(jìn)行聚羧酸與母液的分離及水洗過程，其操作條件為，在過濾介質(zhì)的漿液這一邊呈超大氣壓狀態(tài)。
如果需要，為了達(dá)到能高效破壞污染化合物所需的溫度，可向過程中加入輔助燃料和空氣。
處理過的氣體可用于能量回收系統(tǒng)，如氣體透平，將熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能和/或電能，以用于工廠其它地方。例如，處理過的氣體通過膨脹器，將熱能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，以驅(qū)動空氣壓縮機(jī)給氧化器提供空氣，或驅(qū)動發(fā)電機(jī)，并且處理過的氣體在通過能量回收系統(tǒng)前或后，可經(jīng)所描述的洗滌過程洗滌。
權(quán)利要求
1.一種處理廢氣流的方法，它包括使廢氣在升壓下進(jìn)行催化燃燒，并將處理過的氣體送入能量回收系統(tǒng)，其特征為廢氣流中含有原始溴化物或催化燃燒時可轉(zhuǎn)變成氣態(tài)溴化物的化合物，或在液相中對能量回收系統(tǒng)的制造材料有腐蝕性作用的化合物；含上述原始溴化物的廢氣經(jīng)催化燃燒；經(jīng)處理后的含后續(xù)產(chǎn)生的氣態(tài)溴化物的氣體進(jìn)入能量回收系統(tǒng)；控制壓力和溫度條件，以防止上述各種溴化物在通過能量回收系統(tǒng)時發(fā)生冷凝，以及通過能量回收系統(tǒng)后，上述后續(xù)溴化物從處理過的氣體中去除。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述原始溴化物包括甲基溴，所述后續(xù)溴化物包括溴和/HBr。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中廢氣來自在脂肪羧酸如乙酸溶劑中，利用對二甲苯液相氧化生產(chǎn)對苯二甲酸的過程，此過程在含溴源的催化劑系統(tǒng)存在下進(jìn)行。
4.權(quán)利要求1～3的任一方法，其中經(jīng)催化燃燒處理后的氣體溫度為250℃～700℃。
5.權(quán)利要求1～3的任一方法，其中經(jīng)催化燃燒處理后的氣體溫度為350℃～700℃。
6.上述權(quán)利要求的任一方法，其中催化燃燒工序是在有助燃劑情況下進(jìn)行的。
7.權(quán)利要求6的方法，其中助燃劑包括含氧化合物。
8.權(quán)利要求1～6的任一方法，其中助燃劑包括甲醇、乙酸甲酯、氫或其混合物。
9.權(quán)利要求1～6的任一方法，其中助燃劑包括甲烷、丙烷、丁烷。
10.從屬于權(quán)利要求1或2的權(quán)利要求4～6的任一方法，其中廢氣來自芳香羧酸的生產(chǎn)過程，助燃劑包括生產(chǎn)芳香羧酸過程中的副產(chǎn)物。
11.權(quán)利要求10的方法，其中廢氣來自對苯二甲酸的生產(chǎn)過程，助燃劑包括對苯二甲酸生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物乙酸甲酯。
12.權(quán)利要求10的方法，其中助燃劑包括芳香羧酸生產(chǎn)過程中所得廢氣的厭氧處理過程產(chǎn)生的甲烷。
13.上述權(quán)利要求的任一方法，其中廢氣在催化燃燒前要經(jīng)預(yù)熱。
14.一種芳香聚羧酸的生產(chǎn)方法，包括在含脂肪羧酸(如乙酸)的反應(yīng)介質(zhì)中，氧化芳香羧酸的起始化合物，以產(chǎn)生在脂肪酸中芳香酸粗制品的漿液，用水取代漿液中的脂肪羧酸，以產(chǎn)生含水的芳香酸粗制品的濕沉淀，以用于芳香酸粗制品的后續(xù)純化，用水取代脂肪羧酸的操作可采用加壓條件下運(yùn)行的整合式分離水洗過濾器來完成，在加壓和任選助燃劑的條件下催化燃燒來自氧化反應(yīng)的含甲基溴廢氣，以將甲基溴轉(zhuǎn)化為溴和/或溴化氫，使經(jīng)處理過的含溴和/或溴化氫蒸氣相的氣體通過能量回收系統(tǒng)，其壓力和溫度條件應(yīng)能基本防止溴和/或溴化氫的冷凝，以及從通過能量回收系統(tǒng)后的氣體中去除溴和/或溴化氫。
15.上述權(quán)利要求的任一方法，其中通過能量回收系統(tǒng)后的氣流在排放前要經(jīng)除溴處理。
16.一種芳香羧酸的生產(chǎn)方法，包括a)在有水和含溴化合物的重金屬氧化催化劑體系的情況下，在低級脂肪單羧酸中，用氧化劑將芳香起始化合物氧化成芳香羧酸，產(chǎn)生含有水、氣態(tài)組分以及含上述脂肪酸和甲基溴的有機(jī)組分的高壓廢蒸氣流；b)減少廢蒸氣流中的脂肪酸含量，以得到含水、氣態(tài)組分以及含脂肪酸和甲基溴的有機(jī)組分的高壓廢氣流；c)以基本上將所有的甲基溴轉(zhuǎn)化為為溴或溴化氫的方式，將高壓廢氣流催化燃燒，該催化燃燒是在有有機(jī)助燃劑的條件下進(jìn)行的，有機(jī)助燃劑由生產(chǎn)芳香酸所產(chǎn)生的副產(chǎn)品構(gòu)成；以及d)使燃燒過的氣流通過能量回收系統(tǒng)。
17.權(quán)利要求16的方法，包括使燃燒過的氣流在通過能量回收系統(tǒng)前或后進(jìn)行洗滌處理，以去除溴和/或溴化氫組分。
18.權(quán)利要求15或17的方法，其中使氣體中的溴化物含量減少到小于4ppm vol/vol。
19.權(quán)利要求15或17的方法，其中使氣體中的溴化物含量減少到小于2ppm vol/vol或更少。
20.權(quán)利要求15、17、18和19的任一方法，其中處理過的氣流經(jīng)降溫，并與水相洗滌介質(zhì)接觸以去除Br2和/或HBr。
21.權(quán)利要求15和17到20的任一方法，其中HBr是在與HBr溶液接觸時被去除。
22.權(quán)利要求15和17到21的任一方法，其中Br2是與選自氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、溴化鈉、甲酸鈉、亞硫酸鈉中的化合物或其化合物的組合所形成的水溶液接觸時被去除。
23.權(quán)利要求22的方法，其中Br2是與氫氧化鈉和亞硫酸鈉的水溶液接觸時被去除。
24.權(quán)利要求15和17到23的任一方法，其中采用多級接觸裝置去除Br2。
25.權(quán)利要求24的方法，其中每級的洗滌液在再循環(huán)回路中流動。
26.權(quán)利要求25的方法，其中回路是相連的，以使在一條回路中所用的洗滌液能排入其氣流上游方向的洗滌液回路中。
全文摘要
來自生產(chǎn)芳香二羧酸如對苯二甲酸反應(yīng)器(R)的廢氣(10)經(jīng)催化燃燒(18),以將廢氣中的甲基溴含量完全轉(zhuǎn)化為HBr和/或Br
文檔編號F23G5/46GK1192262SQ96195949
公開日1998年9月2日 申請日期1996年5月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月5日
發(fā)明者J·A·吐爾納, I·C·杰弗里 申請人:帝國化學(xué)工業(yè)公司