二甲苯氧化反应液的处理系统技术方案

本实用新型专利技术涉及精细化工技术领域，特别涉及一种二甲苯氧化反应液的处理系统，包括：脱轻装置(100)；脱重装置(200)；精馏装置(300)；精制装置(401)；以及精制装置(400)。本实用新型专利技术方法不仅可以减少在对氧化反应液处理过程中的产品损失，而且还可以显著提高甲基苯甲酸的纯度。的纯度。的纯度。

【技术实现步骤摘要】
二甲苯氧化反应液的处理系统


[0001]本技术涉及精细化工
，特别涉及一种二甲苯氧化反应液的处理系统(设备、装置)。本技术方法不仅可以减少在对氧化反应液处理过程中的产品损失，而且还可以显著降低单一杂质苯甲酸的含量，提高甲基苯甲酸的纯度。

技术介绍

[0002]在现有技术中，采用二甲苯空气氧化，以生产甲基苯甲酸。以间二甲苯为例，公开文献资料(QinboWang、YouweiCheng和LijunWang等人，ReactionMechanismandKineticsfortheLiquid
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phaseOxidationofmeta
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Xylenetometa
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PhthalicAcid.AIChEJ.,2008,54:第2674
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2688页)报道间二甲苯空气氧化反应历程如下：
[0003][0004]在该氧化反应历程中，目标产物间甲基苯甲酸为氧化中间产物。按上述反应历程可进一步被氧化成间羟甲基苯甲酸、间羧基苯甲醛和间苯二甲酸。通常，在间二甲苯空气氧化制备间甲基苯甲酸过程中，为了控制目标产物间甲基苯甲酸的选择性，必须使反应停留在中间反应步骤，这样使得间二甲苯的转化率一般不超过40％，而且不可避免的要产生大量的中间产物间甲基苯甲醇、间甲基苯甲醛。
[0005]以目前传统的间甲基苯甲酸的生产方法(如CN105237344B、CN105237343B、CN105348067A、CN1333200A等)为例，间二甲苯的氧化反应液组分包括：间二甲苯含量约55
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65％、间甲基苯甲醇的含量约4
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8％、间甲基苯甲醛含量约1
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4％、间甲基苯甲酸含量约23
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30％、间苯二甲酸含量约1
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2％、间羧基苯甲醛和间羟甲基苯甲酸等高沸点中间产物的含量约0.5
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1％，其它产物苯甲酸等约1％。目前，工业上通过对该氧化反应液进行精馏处理，得到目标产物间甲基苯甲酸。精馏过程中，待分离体系中所有的苯环上含羧基的化合物由于受热，会发生脱羧反应，生成苯甲酸、苯甲醛、苯甲醇、甲苯等降解产物，这些产物最终循环回氧化反应体系中后，全部转化成了苯甲酸。
[0006]现有技术中公开了对氧化反应液进行精馏分离的技术。CN201510880752.6中，将氧化反应液进行以下的步骤：(1)初蒸，在蒸馏釜中直接蒸馏3
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4小时，蒸出未反应完全的间二甲苯回收后循环回氧化系统套用，采用常压蒸馏，蒸馏釜气相出口有间甲基苯甲酸在视镜上出现停止蒸馏，蒸馏釜残进入精馏操作单元；(2)精馏，采用间歇操作，在精馏塔中对上述步骤得到的高沸点组分混合物进行间歇精馏，先得到沸点低于间甲基苯甲酸的前馏分，循环回反应器中继续反应，然后继续精馏得产品粗间甲基苯甲酸。为了尽可能多的回收间甲基苯甲酸，精馏后期需逐渐升高塔釜温度至285℃，精馏结束后塔釜得到精馏残渣。该精馏残渣经过了高温长时间的精馏，且反应液中醛和醇的含量较高，导致该精馏残渣中存在大量的醇酸酯化形成的高沸点酯、羟醛缩合和醛简单二聚形成的高沸点有色杂质、羧基脱羧偶联形成的高沸点联苯类化合物、羧基脱羧形成的低沸点苯甲酸等，最终使精馏残渣为
沥青状的有刺激性气味的固废，构成了显著的环保压力，增加了生产成本费用。该技术未给出任何具体实施效果的实施例，但按上述现有技术的操作方法，根据现有大生产实际情况，每生产1000 公斤的间甲基苯甲酸，将产生400
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450公斤的精馏残渣，以原料间二甲苯为基准，考虑物料的循环使用后，以原料间二甲苯为基准的间甲基苯甲酸的摩尔得率为65
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70％。
[0007]CN201510487086.X公开了间甲基苯甲酸连续生产工艺，其所描述的产率与 CN201510880752.6一致。而且，其另一个显著缺陷就是整个精馏过程中无低沸点产物苯甲酸的出口，导致得到的产品间甲基苯甲酸中苯甲酸单杂含量偏高，在很多使用领域受限。目前，为了得到高纯的间甲基苯甲酸产品，在常规的间甲基苯甲酸生产工艺基础上就增加了水中重结晶精制间甲基苯甲酸的工艺过程。
[0008]CN201320823642.2和CN201510487086.X的技术目的是为了解决上述间歇精馏工艺存在的单位时间产率低、工艺能耗较高、操作繁琐、控制复杂、产品质量较差，且由于间歇精馏过程中待分离混合物受热时间过程，副产物增多的弊端。CN201510487086.X描述了反应产物分离部分的工艺流程：采用连续精馏，三塔串联操作，第一个塔为初蒸塔，主要目的是去除低沸点的间二甲苯；第二个塔为间甲基苯甲醛回收塔，主要目的是回收高附加值的中间产物间甲基苯甲醛；第三个塔为产物精馏塔，塔顶进一步蒸出部分低沸点物质，作为三废收进废物罐，塔侧线采出产物间甲基苯甲酸，塔釜得到高沸点蒸馏残渣，也作为三废收进废物罐。
[0009]CN201320823642.2中，在间甲基苯甲醛回收塔塔釜还有一个高沸油出口，但未有相关的具体功能与成分描述。CN201510487086.X在CN201320823642.2的基础上加上了氧化反应部分，构成了完整的间甲基苯甲酸连续生产工艺。现有技术中，这些技术称为磐希工艺。
[0010]磐希工艺除多了一个副产品间甲基苯甲醛外，与CN201510880752.6的传统分离方法的区别在于：以连续操作取代间歇操作，大幅缩短待分离混合物的加热时间，以期待显著抑制精馏过程中物料由于受热发生化学反应而生成的各种深度副产物，使得单程得率获得大幅度的提高，并号称最终间甲基苯甲酸的单程得率可获得大幅提高至90％左右。然而，CN201510880752.6未给出具体实施例来说明实施效果，本领域技术人员有理由怀疑其真实的效果。以现有的二甲苯氧化反应液组成为例，反应液中间甲基苯甲酸与高沸点(苯二甲酸+羧基苯甲醛)的质量比约为10
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15:1，在精馏过程中，塔釜必须始终保持完全溶解，而此时唯一的溶剂即为目标产物间甲基苯甲酸。根据实验结果，高达220℃左右时高沸点间苯二甲酸在100g间甲基苯甲酸中的溶解度不超过40g，这决定了不管用什么办法，精馏方案的塔釜中始终要残留最少2.5份的产品间甲基苯甲酸得不到回收，实际得到回收的间甲基苯甲酸的极限只有7.5
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12.5份，折算成单程得率极限为75％
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83％，但在实际工业生产中考虑到在精馏过程中因长期高温过程引起的醇、醛、酸的深度副反应造成了产品间甲基苯甲酸的损失，即便回收的间甲基苯甲醛与间甲基苯甲醇循环回氧化反应，实际得率也只有67
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73％，这与本行业人员在精馏得率上的共识是一致的。而且，该方法的另一个显著缺陷在于：为了得到间甲基苯甲醛，将另一主要副产物间甲基苯甲醇作为低沸点三废在产物精馏塔中进行了收集。根据
技术介绍
中所述的间二甲苯单程转化率不超过40％时氧化反应液中的间甲基苯甲醇的含量为4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二甲苯氧化反应液的处理系统，其特征在于，所述系统包括：脱轻装置(100)，该脱轻装置(100)具有氧化反应液(1)进口、轻组分(3)出口以及脱轻母液(2)出口；脱重装置(200)，该脱重装置(200)具有脱轻母液(2)进口、脱重轻组分(5)出口以及重组分(4)出口，其中，所述脱轻母液(2)进口与所述脱轻装置(100)的脱轻母液(2)出口相连；精馏装置(300)，该精馏装置(300)具有脱重轻组分(5)进口、中间组分(6)出口以及精馏母液(7)出口，其中，所述脱重轻组分(5)进口与所述脱重装置(200)的脱重轻组分(5)出口相连；精制分离装置(401)，该精制分离装置(401)具有中间组分(6)进口、甲基苯甲醛(11)出口和甲基苯甲醇(12)出口，其中，所述中间组分(6)进口与所述精馏装置(300)的中间组分(6)出口相连；以及精制装置(400)，具有精馏母液(7)进口、副产杂质(8)出口、甲基苯甲酸(9)出口和精制残液(10)出口，其中，所述精馏母液(7)进口与所述精馏装置(300)的精馏母液(7)出口相连。2.根据权利要求1所述的二甲苯氧化反应液的处理系统，其特征在于，所述脱轻装置(100)包括一个或多个蒸馏装置和/或精馏装置；所述脱重装置(200)包括一个或多个蒸馏装置和/或精馏装置；所述精馏装置(300)包括一个或多个精馏装置；所述精制装置(400)包括一个或多个精馏装置；以及所述精制分离装置(401)包括一个或多个精馏装置。3.一种二甲苯氧化反应液的处理系统，其特征在于，所述系统包括：脱轻装置(100)，该脱轻装置(100)具有氧化反应液(1)进口、轻组分(3)出口以及脱轻母液(2)出口；脱重装置(200)，该脱重装置(200)具有脱轻母液(2)进口、脱重轻组分(5)出口以及重组分(4)出口，其中，所述脱轻母液(2)进口与所述脱轻装置(100)的脱轻母液(2)出口相连；精馏装置(300)，该精馏装置(300)具有脱重轻组分(5)进口、中间组分(6)出口以及精馏母液(7)出口，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡国，王文超，初杨，楚福堂，张本松，王勤波，
申请(专利权)人：山东友道化学有限公司，
类型：新型
国别省市：