气体驱动式旋转过滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种气体驱动式旋转过滤器，所述过滤器包括：a)外壳；b)滤鼓，定位在所述外壳内，并且可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；以及c)构件，在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，所述气体驱动式旋转过滤器的特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。本发明专利技术还涉及一种用于在所述气体驱动式旋转过滤器中从溶剂分离固体的方法以及一种用于结合此方法制造芳族二羧酸的工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体驱动式旋转过滤器
本专利技术涉及一种气体驱动式旋转过滤器、一种用于在所述气体驱动式旋转过滤器中从溶剂分离固体的方法和一种用于结合此方法制造芳族二羧酸的工艺。
技术介绍
旋转过滤器等气体驱动式过滤器用在需要从液体中分离固体的多种化学工艺中，例如制造合成中间体，例如对苯二甲酸(TA)等芳族二羧酸，TA广泛用在聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)等聚酯的制造中。典型气体驱动式旋转过滤器包括围绕可旋转滤鼓的外周配置的多个过滤器单元，滤鼓的内部含有通常由一系列排放管道组成的过滤器机制，所述排放管道将过滤器单元的基底处的滤布或滤膜连接到用于对流体(例如滤过物、洗液)进行收集和重新引导(例如到过滤器中的不同位置)或排出的机制。通过将惰性气体(例如氮气)注入到滤鼓的外周与滤鼓所在的外壳之间的气体空间而将此气体空间维持在比滤布下方的空间更高的压力下，这样提供过滤的动力。所述外壳的末端壁通常为“碟形”(即，凸状)以耐受由外壳内的加压气体施加的力。浆料在装料点处与滤鼓的外表面接触，滤鼓旋转，且所得滤饼在排料点处从滤鼓的外表面排出。除了将浆料分离为滤饼和滤过物之外，气体驱动式旋转过滤器可在排出滤饼之前使滤饼经历后续处理(例如清洗)。因此，这些气体驱动式旋转过滤器可用在用于制造芳族二羧酸的工艺的溶剂互换步骤中。芳族二羧酸通常通过在有机溶剂中催化氧化烃前驱体而制造。PET生产所需的反应物TA被称为“精对苯二甲酸”(PTA)，并且一般含有超过99.97wt％(优选地超过99.99wt％)的对苯二甲酸和低于25ppm的4-对羧基苯甲醛(4-CBA)。在商业规模上，适合用于PET生产中的PTA一般以二步法制备。首先，在存在金属催化剂(例如钴和/或锰盐或化合物)的情况下氧化对二甲苯(例如在空气中)以提供“粗对苯二甲酸”(CTA)，如(例如)US2,833,816中所描述。其次，由此氧化反应产生的CTA接着被纯化，这是因为其通常被杂质(例如，4-CBA、对甲苯甲酸和使TA呈现微黄色的各种着色杂质)污染。除至少一个物理程序(例如，结晶、清洗等)之外，CTA的纯化通常需要至少一种化学转化(例如，氢化)以产生PTA。PTA一般被认为是年产几百万吨的商品项目，因此制造商期望减小其成本以最大化PTA生产的经济性和效率。这可通过降低资本成本(例如，设备成本)和可变成本(例如，与废物处理、起始材料的使用、有机溶剂、加热燃料和脱矿质水相关的成本)两者实现。CTA从有机溶剂基体系(通常包括乙酸)传送而来，其中在纯化工艺之前经由溶剂互换步骤将CTA生产到水基体系。期望最小化从此步骤开始的对有机溶剂的携载转送，从而最小化此有机溶剂对PTA产品的污染，并且最大化对有机溶剂原料的回收以用于再循环到氧化反应。另外，在有机溶剂是乙酸的情况下，在此阶段将其清除避免了需要在此阶段的下游设备中使用具有增大的耐腐蚀性的材料，由此降低资金成本。在此溶剂互换步骤中，可使用气体驱动式旋转过滤器将CTA从产生于氧化反应的有机溶剂基浆料中滤出，且可在滤鼓上利用水来清洗所得滤饼以在将滤饼排到纯化工艺之前从滤饼中清除尽可能多的有机溶剂。已发现排到纯化工艺的CTA的残余有机溶剂含量比可根据简单清洗效率计算所预期的高。人们相信这部分归因于经由滤鼓的外周与外壳之间的气体空间对CTA滤饼的污染。这种污染是由挟带与有机溶剂混杂的清洗液体液滴所导致，和/或由有机溶剂蒸气被挟带到滤饼中所导致。已提出可通过在滤鼓外周与外壳之间的气体空间中提供惰性气体流来减小对CTA滤饼的污染，所述惰性气体流与CTA滤饼的行进方向逆流，即，从排料点附近的位置到装料点附近的位置。本专利技术的一个目标是提供一种气体驱动式旋转过滤器，其中最小化溶剂(滤饼从其中分离)对滤饼的污染。本专利技术的另一目标是提供一种用于制造芳族二羧酸的更经济和有效的工艺。另外的目标通过下文描述将显而易见。
技术实现思路
已发现即使在典型气体驱动式旋转过滤器的滤鼓的外周与外壳之间的气体空间中提供逆流惰性气体流时，溶剂(滤饼从其中分离)对滤饼的污染仍然比可能预期的高。意外地，还发现此污染可能至少部分归因于溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与外壳之间的气体空间的迁移而发生。本专利技术的第一方面提供一种气体驱动式旋转过滤器，其包括：a)外壳；b)滤鼓，其定位在所述外壳内且可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；以及c)构件，其在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，其特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。本专利技术人已发现，通过抑制(即，减少或完全防止)溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与外壳之间的气体空间的迁移，减小了溶剂对从气体驱动式旋转过滤器排出的滤饼的污染。优选地，气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的两端与外壳之间的气体空间的迁移，从而最大程度地减小滤饼的污染。可通过提供在外壳与滤鼓之间延伸的一个或多个挡板、向滤鼓和外壳提供至少一个平坦末端壁以最小化或消除滤鼓的此末端壁与外壳之间的气体空间、和/或通过在滤鼓末端与外壳之间的气体空间内提供正气体压力以抑制溶剂蒸气迁移进入此气体空间来抑制溶剂蒸气的迁移。第一方向和第二方向适宜不相同。优选地，第二方向与第一方向相反(例如，如果第一方向是顺时针，那么第二方向是逆时针)以减少溶剂蒸气围绕滤鼓外周的迁移，由此降低溶剂(滤饼从其中分离)对滤饼的污染。本专利技术的此方面还提供一种在气体驱动式旋转过滤器中将固体从溶剂分离的方法，其包括以下步骤：(i)将所述固体和所述溶剂的混合物引入到所述气体驱动式旋转过滤器的外壳内的滤鼓的外表面上；(ii)使所述滤鼓在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；(iii)在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，其特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。所述固体可以是芳族二羧酸，确切地说是粗芳族二羧酸，例如粗对苯二甲酸。所述溶剂可以是有机溶剂，例如乙酸。因此，本专利技术的另一方面提供一种用于生产纯化芳族二羧酸(包括在有机溶剂中催化氧化烃前驱体)的工艺，其包括以下步骤：I)在存在金属催化剂的情况下在所述有机溶剂中氧化所述烃前驱体以提供粗芳族二羧酸；以及II)纯化所述粗芳族二羧酸以产生纯化芳族二羧酸，其中所述工艺进一步包括经由本专利技术的第一方面的方法将固体粗芳族二羧酸与所述有机溶剂分离的步骤。附图说明错误！未发现参考源.是常规气体驱动式旋转过滤器的横截面。错误！未发现参考源.是本专利技术的气体驱动式旋转过滤器的径向截面和横截面。错误！未发现参考源.是本专利技术的气体驱动式旋转过滤器的径向截面和横截面。错误！未发现参考源.是本专利技术的气体驱动式旋转过滤器的径向截面和横截面。错误！未发现参考源.是本专利技术的气体驱动式旋转过滤器的径向截面和横截面。错误！未发现参考源.是本专利技术的气体驱动式旋转过滤器的径向截面和横截面。错误！未发现参考源.是本专利技术的气体驱动式旋转过滤器的径向截面和横截面。具体实施方式本文中描述本专利技术的各种实施例。应认识到，每个实施例中指定的特征可与其它指定特征组合以提供另外的实施例。一种气体驱动式旋转过滤器包括定位于外壳内的滤鼓。外壳所述外壳含有滤鼓，所述滤鼓可在所述外壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体驱动式旋转过滤器，包括：a)外壳；b)滤鼓，定位在所述外壳内且可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；以及c)构件，在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，其特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.28 GB 1501436.81.一种气体驱动式旋转过滤器，包括：a)外壳；b)滤鼓，定位在所述外壳内且可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；以及c)构件，在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，其特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。2.一种在气体驱动式旋转过滤器中从溶剂分离固体的方法，包括以下步骤：(i)将所述固体和所述溶剂的混合物引入到所述气体驱动式旋转过滤器的外壳内的滤鼓的外表面上；(ii)使所述滤鼓在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；(iii)在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，其特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。3.根据权利要求1所述的气体驱动式旋转过滤器或根据权利要求2所述的方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的两端与所述外壳之间的气体空间的迁移。4.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述第二方向与所述第一方向相反。5.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述外壳与所述滤鼓之间延伸，以抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间的所述气体空间的迁移的一个或多个挡板。6.根据权利要求5所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间延伸的一个或多个环形挡板。7.根据权利要求6所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述一个或多个环形挡板具有与所述滤鼓相同的直径。8.根据权利要求6或权利要求7所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的两端与所述外壳之间延伸的一个或多个环形挡板。9.根据权利要求6到8中任一项所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中一个或多个纵向/径向挡板在所述滤鼓与所述外壳之间纵向延伸，并且在所述环形挡板与所述外壳之间径向延伸。10.根据权利要求8所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中在所述滤鼓的两端处，一个或多个纵向/径向挡板在所述滤鼓与所述外壳之间纵向延伸，并且在所述环形挡板与所述外壳之间径向延伸。11.根据权利要求5到10中任一项所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓与所述外壳之间延伸的一个或多个周向挡板。12.根据权利要求11所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的两端处在所述滤鼓与所述外壳之间延伸的周向挡板。13.根据权利要求5到10中任一项所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括附接到所述滤鼓的一个或多个圆形周向挡板，所述一个或多个圆形周向挡板在所述滤鼓与附接到...

【专利技术属性】
技术研发人员：德曼·莫罗·狄费奥，罗伯特·休斯，塞穆尔·邓肯·豪斯利，芬巴·杰拉尔德·麦克唐奈，
申请(专利权)人：英威达纺织英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB