用于回收芳香族单羧酸的方法技术

本发明专利技术提供从残余物流回收芳香族单羧酸的方法和设备，其中先进行第一固体提取，后进行第二提取。行第二提取。

Methods for recovery of aromatic monocarboxylic acids

【技术实现步骤摘要】
用于回收芳香族单羧酸的方法
[0001]本申请是国际申请日为2015年8月12日、国际申请号为PCT/EP2015/068593、国家申请号为201580043210.1且专利技术名称为“用于回收芳香族单羧酸的方法”的申请之分案申请。


[0002]本专利技术涉及从残余物流回收芳香族单羧酸的方法和设备。

技术介绍

[0003]芳香族聚羧酸通常通过被烷基取代的芳香族起始物质，通常为被甲基取代的苯和萘起始物质的液相氧化反应来制造，其中甲基取代基的位置与所需最终产物中的甲酸取代基的位置相对应。举例来说，聚酯制造中所广泛使用的对苯二甲酸(TA)通过使用包含钴和锰的溴促进催化剂(bromine
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promoted catalyst)并且使用乙酸作为溶剂，用空气或另一种氧气源使对二甲苯进行液相氧化反应来制造。通常，将含有对二甲苯、乙酸和钴
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锰
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溴催化剂(这些化合物的典型比率为1∶1∶2)的进料混合物进给到含压缩空气的氧化反应器中并且在150
‑
230℃下进行反应。
[0004]将包含粗TA和多种副产物(诸如对甲苯甲酸和4
‑
羧基苯甲醛(4
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CBA))的反应混合物冷却以产生TA晶体，所述TA晶体通过过滤与母液分离。母液通常包含水、乙酸、有机杂质和副产物(例如间苯二甲酸、苯甲酸、对甲苯甲酸和偏苯三甲酸)以及TA本身，以及无机组分(例如钴、锰和溴化合物)。尽管一部分母液直接或间接返回到氧化反应器以再循环这些材料，但另一部分母液被冲洗到溶剂回收系统以在可接受的限度内维持氧化反应器中的杂质、副产物和水的水平。
[0005]一部分乙酸和一部分水从冲洗流蒸发而离开残余物流。此类残余物流的典型组成为2
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25重量百分比(wt％)乙酸、10
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50wt％水、50
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60wt％有机组分(包括20
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40wt％苯甲酸、5
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20wt％间苯二甲酸和4
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5wt％邻苯二甲酸)以及包含0.2
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1.5wt％钴、0.2
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2wt％锰和2
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5wt％氢溴酸(或其钠盐)的催化剂组分。
[0006]估算TA制造中所产生的这些残余物的量约为数十万公吨/年。因此，尽管这些残余物先前已作为废料而被消除(例如通过燃烧)，但这些残余物中所存在的有用化学物质的回收可带来显著的环境和财政益处。
[0007]以全文引用的方式并入本文中的WO 2011/119395 A1描述了一种使用单一提取步骤从这一残余物流回收芳香族单羧酸和催化剂组分的系统，其简化示意图展示于图1中。将残余物流进给到收集容器中并且与有机和水性溶剂合并。将混合物传送到过滤单元以产生滤饼和滤液，其将分离成有机层和含水层。将含水层传送到浓缩器并且将由这一单元获得的水性溶剂再循环到收集容器。将有机层传送到溶剂回收区并且将由这一区获得的有机溶剂再循环到收集容器。将来自溶剂回收区的底部物进给到分馏单元，其中从顶部产物回收苯甲酸并且通过另一个蒸馏塔从底部产物回收对甲苯甲酸。
[0008]然而，本专利技术人发现，即使在实现良好洗涤滤饼的情况下，典型的单级提取方法无
法在有机相中回收大部分芳香族羧酸。具体来说，本专利技术人发现，对于来自用于制造对苯二甲酸的方法的典型残余物流而言，尽管在有机相中提取到大部分苯甲酸，但在水相中提取到大约11％苯甲酸(苯甲酸的另一组分仍处于固相中)。这构成有价值的苯甲酸的产量显著损失并且构成显著的排出物处理需求。
[0009]因此，本专利技术的一个目的在于提供一种提供有机组分，尤其诸如苯甲酸和对甲苯甲酸的芳香族单羧酸从这些残余物的提升的回收率的方法和设备。

技术实现思路

[0010]本专利技术的第一方面提供一种自残余物流回收芳香族单羧酸的方法和设备，所述第一方面包含先进行固体提取，后进行水提取。因此，本专利技术的这一方面提供一种从残余物流回收芳香族单羧酸的方法，所述方法包含以下步骤：
[0011](i)将包含芳香族单羧酸的残余物流与水性液体和有机液体混合以产生包含溶解物质和悬浮物质的第一混合物，其中所述溶解物质包含芳香族单羧酸，
[0012](ii)过滤来自步骤(i)的第一混合物，以产生滤液和固体，
[0013](iii)将来自步骤(ii)的滤液分离成第一水相和第一有机相，和
[0014](iv)从来自步骤(iii)的第一有机相回收芳香族单羧酸，其特征在于所述方法进一步包含以下步骤：
[0015](v)将来自步骤(iii)的第一水相与有机液体混合以产生第二混合物，和
[0016](vi)将来自步骤(v)的第二混合物分离成第二水相和第二有机相，其中所述第二有机相包含芳香族单羧酸。
[0017]芳香族单羧酸宜从步骤(vi)的第二有机相回收。优选地，这通过将步骤(vi)的第二有机相再循环到步骤(i)，由此提供有机液体在所述方法中的逆流流动(相对于残余物流)来实现。因此，优选地，步骤(i)中的有机液体包含来自步骤(vi)的第二有机相(并且优选地由来自步骤(vi)的第二有机相组成)。应了解，开始所述方法需要将新制补充有机液体添加到步骤(i)中，但在稳态操作下，新制有机液体优选地仅引入到步骤(v)中。由此在步骤(iv)中回收来自步骤(vi)的第二有机相的芳香族单羧酸。
[0018]本专利技术的第一方面进一步提供一种自残余物流回收芳香族单羧酸的设备，所述设备包含：
[0019](a)混合器，其被配置成用于接收并且混合包含芳香族单羧酸的残余物流与水性液体和有机液体以产生包含溶解物质和悬浮物质的第一混合物，其中所述溶解物质包含芳香族单羧酸，
[0020](b)与混合器(a)流体连通的过滤单元，其被配置成用于接收来自混合器(a)的第一混合物并且产生固体和滤液，
[0021](c)与过滤单元(b)流体连通的分离器，其被配置成用于接收来自过滤单元(b)的滤液并且产生第一水相和第一有机相，和
[0022](d)与分离器(c)流体连通的回收装置，其被配置成用于接收来自分离器(c)的第一有机相并且从来自分离器(c)的第一有机相回收芳香族单羧酸，
[0023]其特征在于所述设备进一步包含：
[0024](e)与分离器(c)流体连通的混合器，其被配置成用于接收并且混合来自分离器
(c)的第一水相与有机液体以产生第二混合物，和
[0025](f)与混合器(e)流体连通的分离器，其被配置成用于接收来自混合器(e)的第二混合物并且产生第二水相和第二有机相，其中所述第二有机相包含芳香族单羧酸。
[0026]芳香族单羧酸宜从来自分离器(f)的第二有机相回收。优选地，这通过混合器(a)与分离器(f)流体连通并且被配置成接收来自分离器(f)的第二有机相，由此提供有机液体的逆流流动(相对于残余物流)，使得有机液体自分离器(f)再循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从残余物流回收芳香族单羧酸的方法，所述方法包含以下步骤：(i)将包含芳香族单羧酸的残余物流与水和选自甲苯、苯、甲醇、环己烷、石油醚或其混合物中的有机液体混合以产生包含溶解物质和悬浮物质的第一混合物，其中所述溶解物质包含所述芳香族单羧酸，(ii)过滤来自步骤(i)的所述第一混合物，以产生滤液和固体，(iii)将来自步骤(ii)的所述滤液分离成第一水相和第一有机相，和(iv)从来自步骤(iii)的所述第一有机相回收所述芳香族单羧酸，其特征在于所述方法进一步包含以下步骤：(v)将来自步骤(iii)的所述第一水相与选自甲苯、苯、甲醇、环己烷、石油醚或其混合物中的有机液体混合以产生第二混合物，和(vi)将来自步骤(v)的所述第二混合物分离成第二水相和第二有机相，其中所述第二有机相包含所述芳香族单羧酸。2.一种从残余物流回收芳香族单羧酸的方法，所述方法包含以下步骤：(I)将包含芳香族单羧酸的残余物流与水和选自甲苯、苯、甲醇、环己烷、石油醚或其混合物中的有机液体混合以产生包含溶解物质和悬浮物质的第一混合物，其中所述溶解物质包含所述芳香族单羧酸，(II)过滤来自步骤(I)的所述第一混合物，以产生第一滤液和第一固体，(III)将来自步骤(II)的所述第一滤液分离成第一水相和第一有机相，和(IV)从来自步骤(III)的所述第一有机相回收所述芳香族单羧酸，其特征在于所述方法进一步包含以下步骤：(V)将来自步骤(III)的所述第一水相与选自甲苯、苯、甲醇、环己烷、石油醚或其混合物中的有机液体和来自步骤(II)的所述第一固体混合以产生第二混合物，并且过滤所述第二混合物以产生第二滤液和第二固体，和(VI)将来自步骤(V)的所述第二滤液分离成第二水相和第二有机相，其中所述第二有机相包含所述芳香族单羧酸。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述芳香族单羧酸从来自步骤(vi)或步骤(VI)的所述第二有机相回收。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，所述方法进一步包含将来自步骤(vi)或步骤(VI)的所述第二有机相再循环到步骤(i)或步骤(I)的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述方法中，有机液体逆流流动到所述残余物流。6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中步骤(i)或步骤(I)中的所述有机液体包含来自步骤(vi)或步骤(VI)的所述第二有机相。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中步骤(iv)或步骤(IV)包括一或多种蒸馏方法。8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中步骤(v)或步骤(V)中所用的第一水相与有机液体的重量比在0.05：1与50：1之间、0.1：1与25：1之间或0.25：1与20∶1之间。9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述方法进一步包含对来自步骤(vi)或步骤(VI)的所述第二水相进行一或多次额外提取。
10.一种从残余物流回收芳香族单羧酸的设备，其包含：(a)混合器，其被配置成用于接收并且混合包含芳香族单羧酸的残余物流与水和选自甲苯、苯、甲醇、环己烷、石油醚或其混合物中的有机液体以产生包含溶解物质和悬浮物质的第一混合物，其中所述溶解物质包含所述芳香族单羧酸，(b)与混合器(a)流体连通的过滤单元，其被配置成用于接收来自混合器(a)的所述第一混合物并且产生固体和滤液，(c)与过滤单元(b)流体连通的分离器，其被配置成用于接收来自过滤单元(b)的所述滤液并且产生第一水相和第一有机相，和(d)与分离器(c)流体连通的回收装置，其被配置成用于接收来自分离器(c)的所述第一有机相并且从来自分...

【专利技术属性】
技术研发人员：N奎利，CH杰克逊，
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：