在集成的纯化对苯二甲酸生产和聚酯聚合设备中的污染预防制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制备纯化的对苯二甲酸（PTA）以及使用所述PTA生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)（PET）的集成系统。有利的是，本文所述的集成系统设计可以使PTA生产操作被来自PET生产操作的反应物、催化剂或杂质污染的可能性减到最低限度。还描述了使用所述集成系统生产PET的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种改进的集成的纯化对苯二甲酸(PTA)和聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)聚合设备。
技术介绍
聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)树脂被广泛生产并且例如以纤维的形式以及以瓶用树脂的形式被使用。PET通常用于生产饮料和食品容器、热成型应用、纺织品、以及用作工程树脂。PET是通常由二醇(例如乙二醇)和对苯二甲酸(或对苯二甲酸二甲酯)形成的一种聚合物。用于PET生产的原料因此是乙二醇和苯二甲酸。所述苯二甲酸对于生产聚酯纤维来说通常是100％的对苯二甲酸，但是对于瓶用树脂来说可以含有最多5％的间苯二甲酸。可以在任何点将催化剂和其它添加剂添加到工艺中。在所述工艺的第一阶段中，将乙二醇和对苯二甲酸以冷态组合，然后加热以进行酯化反应而形成低聚物和作为副产物的水蒸气。然后使所述低聚物聚合以形成具有乙二醇和作为副产物的水的PET聚合物产品。然后可以例如使所得的聚合物成型成薄片以被出售或可以被直接供给到下游聚酯纺丝设施中。用于PET生产工艺中的对苯二甲酸通常呈纯化的对苯二甲酸(PTA)的形式。PTA是在两阶段工艺中制备的，其中将对二甲苯氧化以得到粗对苯二甲酸产物并且将所述粗对苯二甲酸产物纯化并且与和其缔合的杂质分离以得到PTA。PTA一般是以PTA的湿滤饼的形式被分离的，然后将所述湿滤饼供给到干燥器(例如旋转蒸汽管式干燥器)中以产生干PTA，将所述干PTA冷却并且储存以备随后用于PET聚合中或直接运送到PET聚合设备中。这一用于生产可以用于PET聚合设备中的干PTA的工艺需要显著量的与所需的设施、原料、以及所述多步工艺的能量需求相关的前期资金成本。此外，需要显著量的水并且必须对大量的含水废物流出物进行处理并且可能存在处理的问题。此外，废物流出物中溶解的PTA和其它有价值的材料可能损失。PTA晶体的湿滤饼在从富含对甲苯甲酸的母液流中分离之后呈纯形式，但是不能以这种湿的形式直接使用。因此，只需要另外的能量输入以将所述起始材料在用于PET生产中之前干燥。使用甚至更多的能量来将PTA从干燥器传送到储料仓中并且随后从料仓传送到下游聚合设备中，并且随后在聚合设备内将PTA粉末再加热以与乙二醇进行反应。
技术实现思路
因此将有益的是，提供一种装置，通过所述装置，PTA可以被直接用于PET生产设备中以减少资金成本和操作成本这两者。将PTA纯化设备与PET生产设备集成迄今为止受到阻碍，这是因为这样的集成要冒以下固有的风险，即作为PET生产设备中的一种试剂的二醇(例如乙二醇)可能会污染PTA纯化设备。在PET聚合设备中使用和再循环的乙二醇含有痕量的用于PET生产的各种催化剂材料以及已经存在于这些催化剂材料中的污染物(包括但不限于锑、磷酸盐、以及砷)。这些催化剂和污染物中有许多能够使贵金属催化剂(包括通常用于纯化对苯二甲酸的一种或多种催化剂)中毒。如果这些催化剂和污染物污染了PTA纯化过程，那么这将导致纯化设备钯催化剂的快速中毒，这可能显著地降低该过程的效率。因此，期望的是，提供一种集成的对苯二甲酸纯化设备和PET生产设备，它降低了或防止了对苯二甲酸纯化设备被来自PET生产设备的催化剂和污染物污染的可能性。本专利技术提供了一种集成的对苯二甲酸(TA)纯化设备和聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)生产设备。有利的是，所述集成设备被设计以使与PET生产工艺相关的试剂和/或污染物向TA纯化设备中的传送减到最低限度或有效消除。在某些实施方案中，这样的集成可以通过消除了通常与为PET的生产提供纯化的对苯二甲酸(PTA)试剂相关的一个或多个步骤使得PET生产的总体效率提高。在本专利技术的一个方面，提供了一种用于纯化粗对苯二甲酸和生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(poly(ethylene terephthalic acid))的集成方法，所述方法包括：(a)提供结晶的纯化的对苯二甲酸在含水介质中的物流；(b)在过滤器件中分离所述含水介质的至少一部分以提供湿的纯化的对苯二甲酸；(c)将所述湿的纯化的对苯二甲酸直接从所述过滤器件传送到容器中并且使所述纯化的对苯二甲酸在所述容器中与二醇接触以得到反应物浆液；(d)将所述反应物浆液直接输送到聚合反应器中以生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；以及(e)将所述容器维持在与所述过滤器件的压力相等或比所述压力低的压力。在一些实施方案中，所述维持步骤包括将使所述容器与所述过滤器件连接的蒸气平衡管线集成。在一些实施方案中，所述维持步骤包括向所述过滤器件施加正压。举例来说，在某些实施方案中，可以通过以下一个或多个步骤施加正压：控制与所述过滤器件附连的第一压力控制阀；以及使所述容器排气。任选地，可以通过与所述容器附连的被设置在比第一压力控制阀的压力低的压力的第二压力控制阀来控制所述排气。在某些实施方案中，所述提供步骤包括：(i)将粗对苯二甲酸溶解在含水介质中以产生包含一种或多种杂质的含有对苯二甲酸的溶液；(ii)使所述对苯二甲酸溶液与氢气接触以将存在于所述粗对苯二甲酸中的杂质的至少一部分还原以产生纯对苯二甲酸和氢化的杂质；以及(iii)使所述纯对苯二甲酸结晶。在某些实施方案中，所述接触步骤还包括使所述对苯二甲酸溶液暴露于高温和高压并且引入氢化催化剂。所述氢化催化剂可以不同，并且可以是例如负载型钯催化剂。在一些实施方案中，所述分离步骤包括以下各项中的一个或多个：将所述纯对苯二甲酸在过滤器表面上过滤；洗涤所述纯对苯二甲酸；以及将所述纯对苯二甲酸干燥。在某些实施方案中，所述方法还可以包括跨所述过滤器表面施加压差。在一些实施方案中，所述传送步骤可以包括使所述纯化的对苯二甲酸穿过非密封的传送管线。所述非密封的传送管线可以任选地包括通向所述容器的直接管线。在某些实施方案中，所述非密封的传送管线可以包括一个或多个螺旋输送机。有利的是，在一些实施方案中，将所述二醇在根据本文所公开的方法与所述纯化的对苯二甲酸组合之前加热。举例来说，在具体实施方案中，将所述二醇加热到约130℃至约150℃的温度。在本专利技术的另一个方面，提供了一种用于纯化粗对苯二甲酸和生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的集成系统，所述系统包括：(a)过滤器件，所述过滤器件包括过滤区和洗涤区以从粗对苯二甲酸中去除杂质的至少一部分并且提供湿的纯化的对苯二甲酸；(b)与所述过滤器件处于直接流体连接的容器，所述容器包括用于添加所述湿的纯化的对苯二甲酸的第一入口以及用于添加二醇的第二入口；(c)一个或多个管线，所述管线被适配成将所述容器维持在与所述过滤器件的压力相等或比所述压力低的压力；以及(d)聚(对苯二甲酸乙二醇酯)聚合反应器，所述反应器与所述容器处于直接流体连接。在某些实施方案中，所述一个或多个管线可以包括与所述容器和所述过滤器处于流体连接的蒸气平衡管线。在一些实施方案中，所述蒸气平衡管线包括在线冷凝器。在一些实施方案中，所述一个或多个管线可以包括：(i)第一压力控制阀，所述第一压力控制阀被适配成控制压力流向所述过滤器件中的流入；以及(ii)第二压力控制阀，所述第二压力控制阀被适配成控制压力流从所述容器中的流出。所述第二压力控制阀可以有利地被设置在比所述第一压力控制阀的压力低的压力。在一些实施方案中，所述一个或多个管线还可以包括在线冷凝器。在某些实施方案中，本文所述的集成系统还可以包括输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于纯化粗对苯二甲酸和生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的集成方法，所述方法包括：（a）提供结晶的纯化的对苯二甲酸在含水介质中的物流；（b）在过滤器件中分离所述含水介质的至少一部分以提供湿的纯化的对苯二甲酸；（c）将所述湿的纯化的对苯二甲酸直接从所述过滤器件传送到容器中并且使所述纯化的对苯二甲酸在所述容器中与二醇接触以得到反应物浆液；（d）将所述反应物浆液直接输送到聚合反应器中以生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；以及（e）将所述容器维持在与所述过滤器件的压力相等或低于所述压力的压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.20 US 61/9067611.一种用于纯化粗对苯二甲酸和生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的集成方法，所述方法包括：（a）提供结晶的纯化的对苯二甲酸在含水介质中的物流；（b）在过滤器件中分离所述含水介质的至少一部分以提供湿的纯化的对苯二甲酸；（c）将所述湿的纯化的对苯二甲酸直接从所述过滤器件传送到容器中并且使所述纯化的对苯二甲酸在所述容器中与二醇接触以得到反应物浆液；（d）将所述反应物浆液直接输送到聚合反应器中以生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；以及（e）将所述容器维持在与所述过滤器件的压力相等或低于所述压力的压力。2.如权利要求1所述的方法，其中所述维持步骤包括将使所述容器与所述过滤器件连接的蒸气平衡管线集成。3.如权利要求1所述的方法，其中所述维持步骤包括向所述过滤器件施加正压。4.如权利要求3所述的方法，其中所述施加包括控制与所述过滤器件附连的第一压力控制阀。5.如权利要求4所述的方法，其中所述施加还包括使所述容器排气。6.如权利要求5所述的方法，其中所述排气是由与所述容器附连的被设置在比所述第一压力控制阀的压力低的压力的第二压力控制阀控制的。7.如权利要求1所述的方法，其中所述提供步骤包括：（i）将粗对苯二甲酸溶解在含水介质中以产生包含一种或多种杂质的含有对苯二甲酸的溶液；（ii）使所述对苯二甲酸溶液与氢气接触以将所述存在于所述粗对苯二甲酸中的杂质的至少一部分还原以产生纯对苯二甲酸和氢化的杂质；以及（iii）使所述纯对苯二甲酸结晶。8.如权利要求7所述的方法，其中所述接触步骤还包括使所述对苯二甲酸溶液暴露于高温和高压并且引入氢化催化剂。9.如权利要求8所述的方法，其中所述氢化催化剂是负载型钯催化剂。10.如权利要求1所述的方法，其中所述分离步骤包括以下各项中的一个或多个：将所述纯对苯二甲酸在过滤器表面上过滤；洗涤所述纯对苯二甲酸；以及将所述纯对苯二甲酸干燥。11.如权利要求10所述的方法，所述方法还包括跨所述过滤器表面施加压差。12.如权利要求1所述的方法，其中所述传送步骤包括使所述纯化的对苯二甲酸穿过非密封的传送管线。13.如权利要求12所述的方法，其中所述非密封的传送管线包括通向所述容器的直接管线。14.如权利要求12所述的方法，其中所述非密封的传送管线包括一个或多个螺旋输送机。15.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述二醇在与所述纯化的对苯二甲酸组合之前加热。16.如权利要求15所述的方法，其中将所述二醇加热到约130℃至约150℃的温度。17.一种用于纯化粗对苯二甲酸和生产聚(对苯二甲酸乙二醇酯)的集成系统，所述系统包括：（a）过滤器件，所述过滤器件包括过滤区和洗涤区以从粗对苯二甲酸中去除杂质的至少一部分并且提供湿的纯化的对苯二甲酸；（b）与所述过滤器件处于直接流体连接的容器，所述容器包括用于添加所述湿的纯化的对苯二甲酸的第一入口以及用于添加二醇的第二入口；（c）一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员：RJ奥布里恩，AS库特，RE尼特，
申请(专利权)人：英威达技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH