的洗滌塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種用于從氣體流移除HBr和/或Br2的洗滌塔。
【背景技術(shù)】
[0002]芳族二羧酸通常通過烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化制造。實(shí)例是對苯二甲酸(TA)，其廣泛用于制備聚酯，如聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)。作為用于PET制備的反應(yīng)物所需的TA被稱為“純化的對苯二甲酸”(PTA)，并且通常含有超過99.97重量％、優(yōu)選地超過99.99重量％的對苯二甲酸，以及少于25ppm 4-羧基苯甲醛(4-CBA)。在工業(yè)規(guī)模上，適于在PET制備中使用的PTA通常以兩段方法制備。首先，將對二甲苯在金屬催化劑(例如，鈷和/或錳鹽或化合物)的存在下氧化(例如，使用空氣)以提供“粗對苯二甲酸”(CTA)，如在例如US 2，833，816中所述。然后，將通過該氧化反應(yīng)制備的CTA純化，因?yàn)槠渫ǔ１浑s質(zhì)如4-CBA、對甲基苯甲酸，以及賦予TA淡黃色的各種有色雜質(zhì)所污染。CTA的純化除了需要至少一個(gè)物理過程(例如，結(jié)晶、洗滌等)之外，通常還需要至少一種化學(xué)轉(zhuǎn)化(例如，氫化)以產(chǎn)生PTA。
[0003]PTA通常被視為批量商品項(xiàng)，其年產(chǎn)量有數(shù)百萬噸，并且因此制造商期望降低其成本以使PTA制備的經(jīng)濟(jì)性和效率最大化。這可通過降低資本成本(例如，設(shè)備成本)和可變成本(例如，與廢棄物處置、起始物質(zhì)使用、有機(jī)溶劑、加熱燃料和去離子水相關(guān)的成本)實(shí)現(xiàn)。
[0004]上述的氧化反應(yīng)產(chǎn)生廢氣，水和有機(jī)溶劑被從所述廢氣回收，然后作進(jìn)一步處理，最終將其排放至大氣。處理的最后段可以涉及在洗滌塔中洗滌廢氣以移除HBr和/或Br2,這兩種氣體通常歸因于HBr作為催化劑促進(jìn)劑的使用而存在于廢氣中。在以前的方法中，在廢氣進(jìn)入洗滌塔之前將廢氣與水混合，并且該混合通常在用于將廢氣注入至洗滌塔的不銹鋼管中實(shí)現(xiàn)，因此在廢氣與NaOH接觸之前將廢氣用水飽和以移除HBr和/或Br2。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管廢氣中的HBr和/或濃度小，但是該不銹鋼管仍可以在相對短的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生顯著腐蝕(歸因于形成腐蝕性HBr露)，以至不銹鋼管在其預(yù)期的操作壽命到達(dá)之前便需要替換的程度。不銹鋼管的替換不僅具有與其相關(guān)的資本成本，而且會(huì)增加可變成本，因?yàn)樵谶M(jìn)行替換時(shí)需要使部分或全部的PTA制造廠停工。
[0005]本公開的目的是提供一種用于制備芳族二羧酸的更經(jīng)濟(jì)且更有效的方法和設(shè)備并且，具體地，提供一種克服前述缺點(diǎn)的方法和設(shè)備。進(jìn)一步的目的將從以下說明書易見。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本公開提供一種用于從氣體流移除HBr和/或Br2的洗滌塔，所述洗滌塔包括:
[0007]將所述氣體流引入至所述洗滌塔中的氣體流入口 ；
[0008]從所述洗滌塔取出洗滌氣體流的排放口，其中所述排放口位于所述洗滌塔的上部區(qū)域；
[0009]洗滌流入口，所述洗滌流入口位于所述氣體流入口上方；
[0010]將液相水噴入至所述氣體流中的分配裝置；以及
[0011]流出物出口，所述流出物出口位于所述洗滌塔下部區(qū)域中并且位于所述氣體流入口下方。
[0012]本公開還提供一種用于制備芳族二羧酸的方法，所述方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，其中將通過所述氧化反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣在處理以移除HBr和/或Br2之后排放至大氣，其中所述方法包括在洗滌塔中洗滌來源于所述廢氣的氣體流，所述廢氣通過所述氧化反應(yīng)產(chǎn)生并且包含HBr和/或Br2,其特征在于:
[0013](i)在所述洗滌塔內(nèi)使用液相水和包含堿金屬離子的洗滌流沖洗所述氣體流；
[0014](ii)從位于所述洗滌塔上部區(qū)域的排放口取出所述洗滌氣體流；以及
[0015](iii)從位于洗滌塔下部區(qū)域的流出物出口取出包含水、所述堿金屬離子和溴離子的流。
[0016]通過所述氧化反應(yīng)生成的所述廢氣通常包含來自所述氧化反應(yīng)的有機(jī)副產(chǎn)物，其中所述有機(jī)副產(chǎn)物之一可以為MeBr。因此，該方法還可以包括將所述廢氣在所述洗滌塔之前傳送至催化燃燒段的步驟，其中所述催化燃燒段將所述MeBr轉(zhuǎn)化為HBr和/或Br2,并且還將除MeBr之外的所述有機(jī)副產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為CO2和水蒸氣。優(yōu)選的是，將所述廢氣從所述催化燃燒段傳送至所述洗滌塔，而無需向其加入液相水，因此最小化所述催化燃燒段與所述洗滌塔之間的一個(gè)或多個(gè)管道的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
[0017]本公開還提供一種從包含HBr和/或Br2的氣體流移除HBr和/或Br 2的方法，所述方法包括在洗滌塔中洗滌所述氣體流的步驟，其特征在于:
[0018](i)在所述洗滌塔內(nèi)使用液相水和包含堿金屬離子的洗滌流沖洗所述氣體流；
[0019](ii)從位于所述洗滌塔上部區(qū)域的排放口取出洗滌的氣體流；以及
[0020](iii)從位于所述洗滌塔下部區(qū)域的流出物出口取出包含水、所述堿金屬離子和溴離子的流。
[0021]氣體流還可以包含N2、CO2、0#PH20中的至少一種，優(yōu)選地至少包含COjPH2O，優(yōu)選地至少包含CO2、02和H 20，并且優(yōu)選地包含N2、CO2、02和H 20中的全部。
[0022]本公開還提供一種用于從來源于廢氣的氣體流移除HBr和/或Br2的洗滌塔，所述廢氣通過烴前體在有機(jī)溶劑中至芳族二羧酸的催化氧化生成，所述洗滌塔包括:
[0023]氣體流入口，所述氣體流入口用于將所述氣體流引入至所述洗滌塔中；
[0024]排放口，所述排放口用于從所述洗滌塔取出洗滌氣體流，其中所述排放口位于所述洗滌塔的上部區(qū)域；
[0025]洗滌流入口，所述洗滌流入口位于所述氣體流入口上方；
[0026]分配裝置，所述分配裝置用于將所述液相水噴入至所述氣體流中；以及
[0027]流出物出口，所述流出物出口位于所述洗滌塔下部區(qū)域中并且位于所述氣體流入口下方。
[0028]氣體流使用液相水在洗滌塔內(nèi)的沖洗用于所述氣體流的飽和和冷卻，這是使用堿金屬離子進(jìn)行有效洗滌所必需的，這樣就無需在將氣體流提供至洗滌塔的管道中將氣體流與液相水混合，因此最小化該管道中HBr露的形成。因此，在不損害洗滌方法的有效性的情況下減少了管道的腐蝕。在洗滌塔內(nèi)沖洗氣體流時(shí)，含水HBr在洗滌塔內(nèi)壁上的局部濃度和溫度可保持較低，因此使洗滌塔壁的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)最小化。此外，沖洗方法通常導(dǎo)致洗滌塔壁被水連續(xù)洗滌，從而限制洗滌塔壁上的含水HBr的溫度和濃度。因此，在本公開的方法中，可以避免其中在所述氣體流進(jìn)入至所述洗滌塔中之前將氣體流與液相水混合的布置方式，并且因此避免其中在將所述氣體流提供至所述洗滌塔的管道中將氣體流與液相水混合的布置方式。
【附圖說明】
[0029]圖1為根據(jù)本公開的方法和設(shè)備的示意圖。
[0030]圖2為根據(jù)本公開的方法和設(shè)備的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本文描述了本公開的多個(gè)實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，每個(gè)實(shí)施方案中指定的特征可以與其他指定特征結(jié)合以提供另外的實(shí)施方案。
[0032]應(yīng)當(dāng)理解，用于通過烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化制備芳族二羧酸的方法和設(shè)備的一般操作是眾所周知的。例如，如上所述，適于在PET制備中使用的對苯二甲酸(即，純化的對苯二甲酸)通常以兩段方法制備。首先，將對二甲苯在金屬催化劑(例如，鈷和/或錳鹽或化合物)的存在下氧化(例如，使用空氣)以提供粗對苯二甲酸。然后，將通過該氧化反應(yīng)制備的粗對苯二甲酸純化以移除雜質(zhì)，如4-CBA和對甲基苯甲酸，以生成純化的對苯二甲酸。粗對苯二甲酸的純化除了需要至少一個(gè)物理過程(例如，結(jié)晶、洗滌等)之外，通常還需要至少一種化學(xué)轉(zhuǎn)化(例如，氫化)。
[0033]芳族二羧酸的制備
[0034]本公開的方法和設(shè)備中制備的芳族二羧酸優(yōu)選選白對苯二甲酸、鄰苯二甲酸和間苯二甲酸。芳族二羧酸優(yōu)選為對苯二甲酸。烴前體為可氧化形成芳族二羧酸的化合物。因此，烴前體通常為在所需的最終產(chǎn)物中的羧酸取代基的位置被如C^6烷基、甲酰基或乙?；〈谋交蜉?。優(yōu)選的烴前體為Ch6烷基取代的苯，具體地，為對二甲苯。有機(jī)溶劑通常為脂族羧酸，如乙酸，或一種或多種此類脂族羧酸與水的混合物。氧化反應(yīng)可在其中有氧氣的任何條件下進(jìn)行，例如，該反應(yīng)可在空氣中進(jìn)行。反應(yīng)催化劑通常包含可溶形式的鈷和/或錳(例如，它們的乙酸鹽)，使用溴