通过控制过滤器进料浆液中的%水来提高对苯二甲酸的净化过滤速率制造技术

本发明专利技术的方法涉及通过控制过滤器进料浆液中的%水来提高对苯二甲酸的净化过滤速率并涉及利用加压过滤从羧酸(典型地为对苯二甲酸)合成中生成的氧化器净化料流回收金属催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请要求2010年8月20日提交的U.S.申请序列号12/860，128的优先权，其全部内容通过引用并入本文。 本专利技术涉及通过控制过滤器进料浆液中的％水来提高对苯二甲酸的净化过滤速率并涉及利用加压过滤从羧酸(典型地为对苯二甲酸)合成中生成的氧化器净化料流回收金属催化剂。
技术介绍
对苯二甲酸商业上通过在催化剂，例如，Co、Mn、Br和溶剂的存在下氧化对二甲苯来制备。聚酯纤维、薄膜、和树脂的生产中所用的对苯二甲酸必须被进一步处理以去除作为对二甲苯氧化的结果所形成的杂质。对苯二甲酸(TPA)是用于塑料和纤维应用的聚酯生产中的一种中间产物。制造TPA的商业方法通常基于对二甲苯的重金属催化氧化，通常带有在醋酸溶剂中的溴化物促进剂。由于在实际氧化条件下TPA在醋酸中的有限溶解性，在氧化反应器中经常形成TPA结晶浆液。典型地，从反应器回收TPA氧化器浆液并使用传统的固液分离技术从氧化器母液中分离TPA固体。将含有所述方法中使用的大部分催化剂和促进剂的氧化器母液再循环至氧化反应器。除催化剂和促进剂之外，氧化器母液料流还含有溶解的TPA和许多副产物和杂质。这些副产物和杂质部分来自于对二甲苯进料料流中存在的微量杂质。其它杂质来源于导致产生部分氧化的产物的对二甲苯的不完全氧化。另一些副产物来自于作为对二甲苯至对苯二甲酸的氧化的结果形成的竞争副反应。公开了对苯二甲酸的生产的专利例如U.S专利#4，158，738和#3，996，271通过引用以其整体并入本文至它们不与本文陈述相矛盾的程度。TPA固体经历固液分离，其中利用新鲜溶剂来置换氧化器母液的大部分液体组分。再循环的氧化器母液料流中的许多杂质对进一步的氧化是相对惰性的。这类杂质包括，例如，间苯二甲酸、邻苯二甲酸和偏苯三酸。也存在可经历进一步氧化的杂质，例如，4-羧基苯甲醛、P-甲苯甲酸和P-甲苯甲醛。氧化惰性杂质在循环时易于在氧化器母液中累积。在氧化器母液中这些惰性杂质的浓度将增加直至达到平衡，此时每种杂质经由TPA产物的去除速率与形成速率和加入到氧化过程中的速率平衡。商业的粗TPA中杂质的常规水平使得其不适于直接用于大多数聚酯应用。按照惯例，粗TPA已通过转化二甲酯或通过溶解在水中并随后在标准的氢化催化剂上氢化来纯化。最近，二级氧化处理已被用以生产聚合物级TPA。最小化母液中的杂质浓度并从而促进随后的TPA纯化是合意的。在某些情况下，除非利用某些用于从氧化器母液料流中去除杂质的方式，否则不可能制备纯的、聚合物级TPA。化学加工工业中常用的一种用于从再循环料流去除杂质的技术是抽出或“净化”某些部分的再循环料流。典型地，简单地丢弃净化料流或者，如果经济上有意义，使净化料流经受各种处理以去除不期望的杂质同时回收有价值的组分。一个实例是U.S.#4，939，297，其通过引用以其整体并入本文至它们不与本文陈述相矛盾的程度。控制杂质所必需的净化量是方法依赖性的；不过，净化量等于总氧化器母液料流的10-40%通常对于生产适于作为商业聚合物生产原料的TPA是足够的。在TPA的生产中，维持可接受的杂质浓度(与氧化器净化料流中的金属催化剂和溶剂组分的经济价值相联系)所必需的氧化器母液料流净化百分数使得简单丢弃氧化器净化料流在经济上不具备吸引力。因此，需要一种回收氧化器净化料流中基本上所有有价值的金属催化剂和醋酸同时去除氧化器净化料流中存在的大部分杂质的方法。金属催化剂可以以适于通过直接再循环至对二甲苯氧化步骤而再利用的活化形式回收。许多专利教导了包含净化方法的对苯二甲酸方法，所述净化方法包括浓缩、过滤、随后萃取。蒸发浓缩包含醋酸和水的净化进料导致产生相对于净化进料具有更低wt%水含量的超浓缩净化浆液，因为水具有比醋酸低的沸点。例如，包含约94wt% (重量百分数)醋酸和约6wt%水的净化浆液进料在汽化掉净化浆液进料质量的约92wt%之后将仅包含约2.5wt% 水。已发现在对苯二甲酸净化方法中超浓缩净化浆液的过滤速率会根据超浓缩净化浆液中的水的重量百分数而大幅变化。超浓缩净化浆液过滤速率的可变性是该浆液的一种属性并与浆液中固体的粒径分布相关。在本公开中，本专利技术的有些实施方案公开了用于控制超浓缩净化浆液中的水的重量百分数的方法，其提高了超浓缩净化浆液的过滤速率。专利技术概沭 本专利技术涉及从羧酸合成中生成的氧化器净化料流中去除杂质和回收金属催化剂的方法，所述羧酸典型地为对苯二甲酸，该方法包括: (a)在第一蒸发器区中使 在对苯二甲酸方法中形成的包含羧酸、金属催化剂、杂质、水和包含醋酸的溶剂的氧化器净化料流经受蒸发，以生成第一蒸汽料流和浓缩净化料流，和 (b)在混合区中向浓缩净化料流中添加水以生成富水的浓缩净化料流； (C)在第二蒸发器区中使富水的浓缩净化料流经受蒸发以生成第二富溶剂料流和中度浓缩净化浆液；和 (d)在第三蒸发器区中使中度浓缩净化浆液经受蒸发以生成第三富溶剂料流和超浓缩净化浆液，其中第三蒸发器区包含在约20°C -约70°C的温度下操作的蒸发器；其中超浓缩净化浆液具有约5wt.%-约25wt.%的水含量 (e )在固液分离区中过滤超浓缩净化浆液以形成滤饼和母液 (f)在固液分离区中用洗涤进料洗涤滤饼以形成洗涤过的滤饼、和洗涤滤出液；其中合计(cumulative)至少80%来自超浓缩净化楽;液的金属催化剂被通过分离区回收到母液和洗涤液中；和 (g)任选地在固液分离区中将洗涤过的滤饼脱水以形成脱水的滤饼。(h)将水与母液合并以回收金属催化剂然后使如此形成的水性混合物经受用萃取溶剂萃取以生成萃取料流和包含金属催化剂的萃余料流。在阅读本公开之后，这些实施方案和其它实施方案对于本领域普通技术人员而言将变得更加显而易见。附图简要描述附图说明图1显示了本专利技术的一个实施方案，其中显示了一种通过以下步骤从对苯二甲酸方法中形成的包含醋酸、水、金属催化剂、和氧化杂质的氧化器净化料流中去除杂质的方法:(a)在第一蒸发器区中蒸发一部分的氧化器净化料流以生成浓缩净化料流和包含醋酸和水的第一蒸汽料流；(b)在第一混合区中以可控的方式向浓缩净化料流中添加水以生成富水的浓缩净化料流；(c)在第二蒸发器区中蒸发一部分的富水浓缩净化料流以形成中度浓缩净化浆液料流和包含醋酸和水的第二蒸汽料流；(d)在第三蒸发器区中蒸发一部分的中度浓缩净化浆液料流以形成水含量为5.8%-24.4%的超浓缩净化浆液料流和包含醋酸和水的第三蒸汽料流；(e)从超浓缩净化浆液料流中分离固体并在固液分离区中使该固体经受洗涤进料以形成母液料流、洗涤液料流、和洗涤过的湿滤饼料流；(f )在第二混合区中将水与母液料流和任选的一部分的洗涤液料流混合以形成水性混合物4P(g)在萃取区中向水性混合物中添加萃取溶剂以形成萃取料流和萃余料流；和(10将萃取料流进料至蒸馏塔以形成萃取溶剂再循环料流和淤泥料流。图2显示了本专利技术不同实施方案，其中超浓缩净化浆液的过滤速率根据料流中的％水而大幅变化。专利技术详沭 在本说明书和随后的权利要求中，将会提及一些术语，它们被定义为具有以下含义:如在说明书和所附权利要求中使用的，除非上下文清楚地另有说明，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数物。因此，例如，提及管式反应器时包括一个或多个管式反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.20 US 12/860,1281.一种方法，包括: Ca)在第一蒸发器区中使在对苯二甲酸方法中形成的氧化器净化料流经受蒸发以生成蒸汽料流和浓缩净化料流；其中所述氧化器净化料流包含羧酸、金属催化剂、杂质、水和溶剂，其中所述溶剂包含醋酸；和 (b)在混合区中向所述浓缩净化料流中添加水以生成富水的浓缩净化料流； (c)在第二蒸发器区中使所述富水的浓缩净化料流经受蒸发以生成富溶剂料流和中度浓缩净化浆液蒸汽；和 Cd)在第三蒸发器区中使所述中度浓缩净化浆液经受蒸发，其中所述第三蒸发器区包含在约20°C -约70°C的温度下操作的蒸发器；其中所述超浓缩净化浆液具有约5.0wt%-约25.0wt%的水含量 Ce)在固液分离区中过滤所述超浓 缩净化浆液以形成滤饼和母液 Cf) 在所述固液分离区中用洗涤进料洗涤所述滤饼以形成洗涤过的滤饼、和洗涤滤出液。2.根据权利要求1的方法，其中合计至少80%来自所述超浓缩净化浆液的所述金属催化剂被通过所述分离区回收到所述母液和所述洗涤液中。3.根据权利要求1的方法，其中通过在步骤(a)、(c)、和(d)中自所述氧化器净化料流蒸发共去除所述氧化器净化料流质量的约75%-约95%。4.根据权利要求1的方法，其中将至少一部分洗涤过的滤饼送至氧化区下游的对苯二甲酸产物。5.根据权利要求1的方法，其中所述超浓缩净化浆液具有约8wt%-约23%的水含量。6.根据权利要求1的方法，其中所述超浓缩净化浆液具有约llwt%-约21%的水含量。7.根据权利要求1的方法，其中所述超浓缩净化浆液具有约13wt%-约19%的水含量。8.根据权利要求1的方法，其中所述固液分离装置为在约25°C_约90°C的温度下操作的加压过滤装置。9.根据权利要求8的方法，其中所述加压过滤装置包含至少一个过滤器槽并且至少一个过滤器槽积聚了至少0.25英寸深的所述滤饼。10.根据权利要求1的方法，其中将至少一部分步骤(e)中形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：KR帕克，LW布莱尔，
申请(专利权)人：墨西哥石油集团有限公司，
类型：
国别省市：