制造芳族羧酸的方法技术

本发明专利技术提供了一种制造羧酸的方法。在一种情况下，所述方法包括：将包含取代芳烃的进料氧化以形成液相芳族羧酸；将至少一部分所述液相芳族羧酸在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将未反应的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下在第一结晶器中结晶，以形成固体芳族羧酸；以及将至少一部分所述第一结晶流出物在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将未反应的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下在第二结晶器中结晶，以形成另外的固体芳族羧酸，其中所述氧按干重计以不超过11体积％的量存在于所述第二结晶器内的气相中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造芳族羧酸的方法
本公开总的来说涉及制造芳族羧酸的方法。
技术介绍
对苯二甲酸和其他芳族羧酸通常通过与乙二醇、长链亚烷基二醇或其组合反应而广泛用于制造聚酯，用于转变成纤维、膜、容器、瓶子和其他包装材料和成型品。在商业实践中，芳族羧酸通常通过甲基取代的苯和萘进料在水性单羧酸溶剂中的液相氧化来制造，其中所述甲基取代基的位置对应于所需芳族所述产物中羧基的位置，所述氧化使用空气或通常为气态的另一种氧气来源，在包含钴和锰的溴助催的催化剂存在下进行。所述氧化是放热的，并且与芳族羧酸一起产生副产物，包括所述芳族进料的部分氧化产物或中间氧化产物以及乙酸反应副产物例如甲醇、乙酸甲酯和溴甲烷。也产生作为副产物的水。一般伴有进料的氧化副产物的芳族羧酸通常被形成为溶解在所述液相反应混合物中或作为其中的悬浮固体，并且通常通过结晶和固-液分离技术来回收。所述放热氧化反应通常在适合的反应容器中，在高温和高压下进行，同时监控和控制所述反应器中的氧浓度。将液相反应混合物维持在容器中，并将由所述放热反应而形成的蒸气相从所述液相蒸发并从所述反应器移除，以控制反应温度。所述蒸气相包含水蒸气、气化的单羧酸溶剂和少量氧化的副产物，包括溶剂和进料副产物两者。它通常还含有在氧化中未消耗的氧气、少量未反应的进料、碳氧化物，并且当用于所述过程的氧来源是空气或另一种含氧气态混合物时，还含有氮气、碳氧化物和所述来源气体的其他惰性气态组分。对旨在用于重要应用(例如纤维和瓶子)的聚酯的制造来说，常常需要纯形式的芳族羧酸。所述酸中的杂质(例如从芳族进料的氧化产生的副产物，更通常来说是各种不同的羰基取代的芳族物质)被认为引起由其制造的聚酯中的颜色形成和/或与所述颜色形成相关，其进而导致由聚酯转化成的产品中的变色。杂质水平低的芳族羧酸可以通过将如上所述来自于液相氧化的粗产物进一步氧化来制造，以将进料部分氧化产物转变成所需的酸产物。在常规方法中，将来自于在适合的反应容器中进行的液相氧化的粗产物在一系列结晶器中的第一结晶器中结晶。值得注意的是，所述结晶在所述第一结晶器中，在氧存在下进行，氧可以氧化任何未反应或部分氧化的进料。常规情况下，氧以与所述反应容器中的浓度相近的浓度，通常为进料料流中以干重计高于20体积％的浓度，进料到这种第一结晶器。在常规方法中，所述第一结晶器的产物可以在一个或多个另外的结晶器中，在基本上不存在另外的氧的情况下进一步结晶。然而，在这些方法中，所述反应容器的反应条件必需保持严苛以便维持高的反应得率，这可以引起不想要的程度的杂质形成。因此，对于制造杂质水平低的芳族羧酸烃的更高效的方法，仍存在着需求。
技术实现思路
本公开的范围仅由权利要求书限定，并且不受本概述中的陈述的任何程度的影响。根据本公开的一个方面，提供了一种制造羧酸的方法。所述方法包括：在反应区中，在氧化催化剂和溶剂存在下，在适合于形成包含液相芳族羧酸的反应混合物的反应条件下，将包含取代芳烃的进料氧化，所述反应区提供包含所述液相芳族羧酸的反应区流出物；在结晶区的第一结晶器中，在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将所述反应区流出物中的未反应和/或部分氧化的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下，将所述反应区流出物的至少一部分所述液相芳族羧酸结晶，形成固体芳族羧酸，所述第一结晶器提供第一结晶流出物；以及在结晶区的第二结晶器中，在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将所述第一结晶器流出物中的未反应和/或部分氧化的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下，将至少一部分所述第一结晶流出物结晶，形成另外的固体芳族羧酸，所述第二结晶器提供第二结晶流出物，其中所述氧按干重计以不超过11体积％的量存在于所述第二结晶器内的气相中。根据下面的描述，本公开的其他方面对于本领域技术人员来说将是显而易见的。附图说明图1是根据本公开的一个实施方式，用于纯化形式的芳族羧酸的制造和回收的工艺流程图。具体实施方式在各个不同方面，本公开的方法提供了制造具有低杂质水平的芳族羧酸烃类的高效方式。现在将参考附图来描述本公开的方法的其他特点。图1是根据本公开的一个实施方式，用于制造和回收芳族羧酸的工艺流程图。在本公开的一个方面，本专利技术方法包括将包含烷基芳烃的进料(在入口112处提供)在反应区中(这里是氧化反应器110中)，在氧化催化剂和溶剂存在下，在适合的反应条件下氧化，以形成包含液相芳族羧酸的反应混合物。所述反应区提供(例如在出口114处)包含所述液相芳族羧酸的反应区流出物。将所述反应区流出物的至少一部分所述液相芳族羧酸在氧和氧化催化剂存在下，在结晶区150的第一结晶器152中，在适合于将所述反应区流出物中的未反应和/或部分反应的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下结晶，以形成固体芳族羧酸。所述第一结晶器提供第一结晶流出物(例如在153处)。将至少一部分所述第一结晶流出物在氧和氧化催化剂存在下，在结晶区150的第二结晶器156中，在适合于将所述第一结晶器流出物中未反应的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下结晶，以形成另外的固体芳族羧酸。所述第二结晶器提供第二结晶流出物(例如在157处)。所述氧按干重计以不超过11体积％的量存在于所述第二结晶器内的气相中。图1描绘了根据本公开的某些实施方式，在方法中使用的大量额外的元件。用于执行图1的方法100的系统包括：反应区，包括氧化反应器110，其被构造成用于进料的液相氧化以提供反应区流出物；结晶区150，其被构造成用于从所述反应区流出物形成固体粗制芳族羧酸，并包含串联的第一、第二和第三结晶器(分别为152、156和160)；固-液分离装置190，其被构造成用于将固体粗制芳族羧酸(和氧化副产物)与液体分离开；混合区，包括纯化反应混合物补给容器200，其被构造成用于制备粗制芳族羧酸在纯化反应溶剂中的混合物；纯化区，包括加氢反应器210，其被构造成用于将所述粗制芳族羧酸与氢气在催化剂存在下相接触，以形成纯化的芳族羧酸；回收区，包含结晶区220，其包括至少一个结晶器，被构造成用于形成包含固体纯化的芳族羧酸的浆料料流和蒸气料流，其中所述蒸气料流包含水蒸气和氢气；以及固-液分离装置230，其被构造成用于将固体纯化的芳族羧酸与液体分离开。然而，本领域普通技术人员将会认识到，图1中的方法的一体化仅仅是代表性的，并且各种不同的其他一体化和非一体化的配置同样可以使用。在图1中表示的方法中使用的液体料流和气态料流及材料可以通过由例如适合于方法应用和安全的材料构造而成的适合的转移管线、导管和管路来引导和转移。应该理解，特定元件可以在物理上并置，并且在适合情况下可能具有挠性区域、刚性区域或两者的组合。在引导化合物的料流中，可能包括居间的装置和/或任选的处理。例如，可能存在泵、阀、歧管、气体和液体流量计和分配器、取样和探测装置以及其他设备(例如用于监测、控制、调整和/或转移压力、流量和其他操作参数)。如上所述，所述进料包括取代芳烃。适合用于本公开的方法的代表性进料材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造芳族羧酸的方法，所述方法包括：/n在反应区中，在氧化催化剂和溶剂存在下，在适合于形成包含液相芳族羧酸的反应混合物的反应条件下，将包含取代芳烃的进料氧化，所述反应区提供包含所述液相芳族羧酸的反应区流出物；/n在结晶区的第一结晶器中，在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将所述反应区流出物中的未反应和/或部分氧化的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下，将所述反应区流出物的至少一部分所述液相芳族羧酸结晶，形成固体芳族羧酸，所述第一结晶器提供第一结晶流出物；以及/n在所述结晶区的第二结晶器中，在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将所述第一结晶器流出物中的未反应和/或部分氧化的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下，将至少一部分所述第一结晶流出物结晶，形成另外的固体芳族羧酸，所述第二结晶器提供第二结晶流出物，其中所述氧按干重计以不超过11体积％的量存在于所述第二结晶器内的气相中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170629 US 62/526,8851.一种制造芳族羧酸的方法，所述方法包括：
在反应区中，在氧化催化剂和溶剂存在下，在适合于形成包含液相芳族羧酸的反应混合物的反应条件下，将包含取代芳烃的进料氧化，所述反应区提供包含所述液相芳族羧酸的反应区流出物；
在结晶区的第一结晶器中，在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将所述反应区流出物中的未反应和/或部分氧化的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下，将所述反应区流出物的至少一部分所述液相芳族羧酸结晶，形成固体芳族羧酸，所述第一结晶器提供第一结晶流出物；以及
在所述结晶区的第二结晶器中，在氧和氧化催化剂存在下，在适合于将所述第一结晶器流出物中的未反应和/或部分氧化的进料氧化以形成另外的芳族羧酸的反应条件下，将至少一部分所述第一结晶流出物结晶，形成另外的固体芳族羧酸，所述第二结晶器提供第二结晶流出物，其中所述氧按干重计以不超过11体积％的量存在于所述第二结晶器内的气相中。


2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括将含氧进料流进料到所述第二结晶器，所述氧按干重计以不超过11体积％的量存在于所述含氧进料流中。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述氧按干重计以不超过5体积％的量存在于所述含氧进料流中。


4.根据权利要求2所述的方法，其中所述氧按干重计以不超过2体积％的量存在于所述含氧进料流中。


5.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括在尾气处理区中处理从所述反应区回收的至少一部分反应尾气，其中至少一部分所述含氧进料流在所述尾气处理区中形成。


6.根据权利要求5所述的方法，其中处理至少一部分反应尾气包括：
将所述反应尾气分离形成富含水的...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德斯·比奇拉森，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：美国;US