芳族二羧酸的制备制造技术

本发明专利技术提供一种用于制备纯化的芳族二羧酸的方法，其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。本发明专利技术还提供了一种用于实施所述方法的设备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于芳族二羧酸的制备的方法和设备。
技术介绍
芳族二羧酸通常通过烃前体在有机溶剂中的催化氧化制造。实例是对苯二甲酸(TA)，其广泛用于制造聚酯，如聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)。作为用于PET制备的反应物所需的TA被称为“纯化的对苯二甲酸”(PTA)，并且通常含有超过99.97重量％、优选地超过99.99重量％的对苯二甲酸，以及少于25ppm 4-羧基苯甲醛(4-CBA)。在工业规模上，适于在PET制备中使用的PTA通常以两段方法制备。首先，将对二甲苯在金属催化剂(例如，钴和/或锰盐或化合物)的存在下氧化(例如，使用空气)以提供“粗对苯二甲酸”(CTA)，如在例如US 2,833,816中所述。然后，将通过该氧化反应制备的CTA纯化，因为其通常被杂质如4-CBA、对甲基苯甲酸，以及赋予TA淡黄色的各种有色杂质所污染。CTA的纯化除了需要至少一个物理过程(例如，结晶、洗涤等)之外，通常还需要至少一种化学转化(例如，氢化)以产生PTA。PTA通常被视为批量商品项，其年产量有数百万吨，并且因此制造商期望降低其成本以使PTA制备的经济性和效率最大化。这可通过降低资本成本(例如，设备成本)和可变成本(例如，与废弃物处置、起始物质使用、有机溶剂、加热燃料和去离子水相关的成本)实现。在典型的商业PTA工厂中，将来自上述氧化反应的排放气体在蒸馏段中分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流。将富含水的蒸气流通过将热传送到来自工厂的辅助水蒸气/水系统的冷却水而冷凝，这通常产生水蒸气。将来自氧化反应的CTA产物流传送至结晶段以形成CTA浆液和塔顶蒸气。该塔顶蒸气可以使用冷水进料加以冷凝，而冷水进料随后可冷却(例如，在冷却塔中)以耗散从塔顶蒸气移除的热。然而，从塔顶
蒸气移除的热的耗散(以及因此造成的损失)可以通过使用来自工厂的辅助水蒸气/水系统的水流冷凝该塔顶蒸气而避免，从而允许将热重新用在工厂中的其他地方。具体地，该水流可部分地来源于在富含水的蒸气流的冷凝过程中产生的水蒸气。如果关闭氧化反应(例如，因故障)，塔顶蒸气在结晶段中的形成不会立即停止。因此，用于冷凝塔顶蒸气的水流的提供必须按以下方式继续，其足以提供避免否则将会发生的压力在结晶段中的积累所需的塔顶蒸气冷却水平(以及因此提供所需的冷凝水平)，从而有可能导致不安全的压力。然而，如果关闭氧化反应，则排放气体的产生将减少，因而在富含水的蒸气流的冷凝过程中水蒸气的产生也将减少。这继而降低来源于该水蒸气的水流(可用于冷凝来自结晶段的塔顶蒸气)的流速，并且因而降低工厂冷却该塔顶蒸气的能力。本专利技术的目的是提供一种用于制造芳族二羧酸的更经济且更有效的方法，具体地，提供一种克服前述缺点的方法。进一步的目的将从以下说明书易见。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于制备纯化的芳族二羧酸的方法，该方法包括以下步骤：i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；ii)在蒸馏段中将来自氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；iii)在第一冷凝段中通过将来自富含水的蒸气流中的热传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液将来自蒸馏段的富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；iv)在结晶段中由来自所述氧化段的产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；以及v)纯化所述粗芳族二羧酸晶体以产生所述纯化的芳族二羧酸，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：vi)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及vii)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。本专利技术还提供一种在用于制备芳族二羧酸的方法中冷却来自结晶段的塔顶蒸气的方法，该方法包括以下步骤：i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；ii)在蒸馏段中将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；iii)在第一冷凝段中通过将热从所述富含水的蒸气流传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；以及iv)在所述结晶段中由来自所述氧化段的所述产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：v)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及vi)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。本专利技术还提供一种用于制备芳族二羧酸的设备，所述设备包括：a)氧化段，所述氧化段用于催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；b)蒸馏段，所述蒸馏段配置成将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的流和富含水的蒸气流；c)第一冷凝段，所述第一冷凝段配置成通过将热从所述富含水的蒸气流中传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；以及d)结晶段，所述结晶段配置成由来自所述氧化段的所述产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；其特征在于，该设备还包括：e)第二冷凝段，所述第二冷凝段配置成通过将热从所述塔顶蒸气传送到第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，并且其中所述第二冷却液在所述冷却剂系统中流动，其中所述第二冷凝段包括第一冷凝器；以及f)配置成测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度的测量装置，和/或配置成测量所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的流速的测量装置，其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反
馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备纯化的芳族二羧酸的方法，所述方法包括以下步骤：i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；ii)在蒸馏段中将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；iii)在第一冷凝段中通过将热从所述富含水的蒸气流传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；iv)在结晶段中由来自所述氧化段的产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；以及v)纯化所述粗芳族二羧酸晶体以产生所述纯化的芳族二羧酸，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：vi)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及vii)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。...

【技术特征摘要】
2014.10.23 GB 1418900.51.一种用于制备纯化的芳族二羧酸的方法，所述方法包括以下步骤：i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；ii)在蒸馏段中将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；iii)在第一冷凝段中通过将热从所述富含水的蒸气流传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；iv)在结晶段中由来自所述氧化段的产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；以及v)纯化所述粗芳族二羧酸晶体以产生所述纯化的芳族二羧酸，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：vi)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及vii)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。2.一种用于在用于制备芳族二羧酸的方法中冷却来自结晶段的塔顶蒸气的方法，所述方法包括以下步骤：i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；ii)在蒸馏段中将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶
\t剂的液体流和富含水的蒸气流；iii)在第一冷凝段中通过将热从所述富含水的蒸气流传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；以及iv)在所述结晶段中由来自所述氧化段的所述产物流形成芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；其特征在于，所述方法还包括以下步骤：v)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及vi)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中步骤vi)包括测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度，并且其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述反馈系统包括配置成将热从所述第二冷却液传送离开的热交换器。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述第一冷却液和所述第二冷却液为水。6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述第一冷凝段中由所述第一冷却液产生水蒸气。7.根据权利要求6所述的方法，其中将所述水蒸气引导至蒸汽轮机。8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中将所述水蒸气冷却以形成所述第二冷却液的至少一部分。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中所述第二冷凝段包括第二冷凝器，并且步骤vi)还包括测量所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度，其中所述冷却剂系统还配置成如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第二冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二冷却液从所述第一冷凝器流向所述第二冷凝器。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二预设温度高于所述第一预设温度。12.根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置，并且其中所述冷却剂系统还配置成如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法，其中所述结晶段包括第一结晶器和第二结晶器，其中粗芳族二羧酸晶体的浆液从所述第二结晶器流至所述第一结晶器，并且其中所述第一冷凝器配置成接收来自所述第一结晶器的塔顶蒸气，并且所述第二冷凝器配置成接收来自所述第二结晶器的塔顶蒸气。14.根据权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中通过分布式控制系统或可编程逻辑控制器执行以下所述步骤：如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑东晖，阿努伊·古普塔，安东尼·彼得·约翰·林巴赫，西蒙·安德鲁·沃德，
申请(专利权)人：因温斯特技术公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH