含有芳香族烃的含水醋酸的共沸蒸馏方法技术

本发明专利技术涉及在制造芳香族二羧酸中醋酸溶剂的回收系统中，稳定且高浓度地从采用共沸蒸馏的醋酸脱水塔中回收未反应的二烷基苯，并进行再利用。采用的手段是在制造芳香族羧酸中溶剂醋酸的回收中，在醋酸脱水时使用醋酸异丁酯为共沸剂的共沸蒸馏塔回收未反应的二烷基苯的方法，其中，馏出该共沸蒸馏塔的共沸区域中９４～１００℃温度范围的含烷基苯馏分送往馏出液贮槽，从该馏出液贮槽的底部分离出水相后，边使馏出液贮槽上部的有机相馏分循环到前述共沸区域中，边使有机相馏分积存在前述共沸蒸馏塔内，直到烷基苯与共沸剂的浓度比达到约０．５重量比～约６重量比的目标范围，间歇地从前述馏出液贮槽中回收该积存的有机相馏分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在醋酸溶剂中、重金属催化剂的存在下，使烷基苯在芳香族烃的含水醋酸的共沸蒸馏方法，详细地讲，涉及从作为反应溶 剂醋酸的回收系统回收、再利用来自烷基苯氧化反应的未反应烷基苯 的方法。
技术介绍
使二甲苯或间二甲苯以醋酸为溶剂在重金属催化剂的存在下，釆 用分子状氧气体进行液相氧化，制造对苯二甲酸或间苯二甲酸的方法 一般已工业化生产。这些芳香族二羧酸的制造方法，在作为对二甲苯或间二甲苯的二 烷基苯进行液相氧化的反应工序中，为了除去反应热，未反应的二烷 基苯随排出的反应废气与作为反应溶剂的醋酸蒸汽一起从反应器排 出。而，所排出的该废气与蒸汽在被冷却与冷凝的热回收过程中，大 部分的未反应二烷基苯与溶剂醋酸一起循环到反应工序被回收。但特 公昭39-8818号公报(专利文献1)很早便熟知极少量的未反应二烷 基苯与作为反应溶剂的醋酸一起混入溶剂回收系统，与副产的甲苯等 浓缩成回收醋酸用的脱水蒸馏塔的塔顶馏分进行分离、回收。另外，特公昭62-41219号公报(专利文献2 )及特开平11-171820 号公报(专利文献3)还知道精制、回收醋酸溶剂用的前述脱水蒸馏塔，采用共沸剂使用与水形成共沸组成物的醋酸异丁酯、醋酸丁酯等 的共沸蒸馏方法，未反应的二烷基苯也混入塔顶馏分中、和对该塔顶 馏分进行汽提而进行分离除去的方法。此外，特表2001-508024号公报(专利文献4)，提出了通过从 回收该醋酸用的共沸蒸馏塔的共沸区域中提取对二曱苯等的含烃馏 分，对该馏分进行汽提，分离烃馏分与共沸剂，把回收的共沸剂循环 到前述蒸馏塔的共沸区域的方法，除去烃时回收所夹带的共沸剂。其次，特表平10-504556号公报(专利文献5)，提出了把含有 供给共沸蒸馏塔的对二曱苯等的氧化反应前体物质(二烷基苯)的原 料导入共沸区域(靠近共沸带区域下限的上方的位置)，从该导入位 置附近的位置(该导入位置的领域)取出前体物质的方法，进一步， 优选在该原料导入位置的区域，也从导入位置上方的位置取出前体物 质的方法，即从与供给原料导入位置的限定位置关系取出作为烃的反 应前体物质的方法。另外，特开2002-326001号公报(专利文献6)中提出了从高度 不同的2个以上的供料口对共沸蒸馏塔供给原料(蒸馏对象物)，尤 其是通过从位于靠近水浓度高的原料供给段下方的该蒸馏塔的中段作 为中间馏分提取，主要是提取水与芳香族烃(对二曱苯)组成的混合 物的方法。这些中段提取的方案均把来自共沸蒸馏塔的芳香族烃(反应前体 物质)的提取位置，作为优选共沸区域下限(共沸剂浓度一0. 1重量％) 附近的领域，特别是专利文献6中提取馏分主要为水与芳香族烃组成 的混合物，优选该区域的下限附近的点位置。然而，现状是本共沸 蒸馏塔中的该下限区域是组成变化对蒸馏段最明显的区域，塔内的微 小热变化(供给量、供给热量、回流量、馏出量、塔底流出量等的变 化)等，都会使中间提取的组成变化大，不仅不能以稳定的浓度提取 烷基苯，而且甚至完全不馏出。因此，馏出液从这种组成变化明显的共沸下限域的提取，特别是 含烷基苯的组成变化对蒸馏系统内的分离平衡造成影响，影响到脱水5蒸馏塔本来的分馏性能。另外，在采用从制造芳香族二羧酸这种工艺的各部位所回收的醋 酸含量不同的供给原料回收醋酸的共沸蒸馏的脱水蒸馏塔中，在共沸 区域下限附近的位置供给原料，或者，从该下限附近的位置提取含烷 基苯馏分，还有，在靠近该含有馏分提取位置上方的位置供给原料(含 醋酸水)等，这些对含烷基苯馏分的提取均增强于非效率的蒸馏运转。特公昭39-8818号公报 [专利文献2]特公昭62-41219号公报 [专利文献3]特开平11-171820号公报 [专利文献4]特表2001-508024号公报 [专利文献5]特表平10-504556号公报 [专利文献6]特开2002-326001号公报
技术实现思路
工业上操作的对苯二甲酸与间苯二曱酸的制造过程中，作为反应 溶剂的醋酸回收系统，不仅来自前述氧化反应的热回收过程的冷凝液， 而且由制造工序内众多部分收集的含醋酸流体均输送到醋酸回收系统。目的是蒸馏处理或直接作为原料供给回收系统中的脱水蒸馏塔， 作为塔底的流出液回收脱水达到低浓度(2-8wt%)的醋酸，同时作为塔顶馏出分排出含醋酸1000ppm或更低的水。此时，为了降低蒸馏塔 的建设费，以及抑制蒸馏的能耗，近年发展使用醋酸异丁酯等共沸剂 的共沸蒸馏法。积存在醋酸溶剂回收系统中的含醋酸流体，不仅是从反应器流出 的发生蒸气的冷凝液的一部分，而且是含于该冷凝后的废气中的含醋 酸等的成分被水吸收的吸收塔(高压吸收塔)的排出水，经反应生成 物的降压-冷却，从使生成芳香族二羧酸的结晶熟化的晶析槽等流出的 发生蒸气的冷凝液的一部分，从生成结晶淤浆中分离芳香族二羧酸结 晶后的反应母液的一部分，又是从该分离芳香族二羧酸结晶的干燥器 流出的发生蒸气、吸收来自结晶分离器与各贮槽等的排除氧用密封气体等各工序中的废气中含醋酸成分的吸收塔(低压吸收塔)的排出水 等。因此，这些流体中含有的醋酸及水的含量分别大不相同(醋酸含量数wt。/。 90wt。/。)，同时含有作为氧化反应未反应物的二烷基苯为 主要成分的烷基苯及副产物醋酸曱酯等。此外，由于近年氧化反应技术的进步，未反应的二烷基苯的含量 分别是少量，最大为数100ppm。而作为副产物的醋酸甲酯依回收醋酸 的部分而不同，含量是0. 1 ~ 1. 5wt。/。的范围。如以上所述，对从芳香族二羧酸制造工序的各部分收集的大量的 含水醋酸(或含醋酸水)进行脱水，回收醋酸的共沸蒸馏塔，与回收 醋酸的容量相比，对二曱苯等的未反应二烷基苯的流入量是极少量， 同时对蒸馏塔的供给量及在塔内的滞留量也不能确保定量性。因此，即使是如上述专利文献5及专利文献6提出的可提取高浓 度烃前体物质(二烷基苯)馏分的蒸馏塔中段提取，也难稳定地连续 地提取该浓度馏分，还必须对提取回收的烃前体物质进行汽提等的处 理，对共沸剂进行分离处理。该法，二烷基苯等烷基苯的流入是氧化反应的未反应物，而且是 从上述流入醋酸的多个部位逐步少量地流入，并没有解决流入量的把 握及控制。因为定量地从蒸馏塔中提取，故不可能实现二烷基苯在蒸 馏塔内获得收支平衡的运转。另外，上述提案中，为了提高芳香族烃(烷基苯)与共沸剂的浓 度比，虽然把从共沸蒸馏域的下限附近的提取作为目标，但共沸蒸馏 塔中的微小动态性的变化均引起该下限域的位置(塔板)移动，更难 以稳定的浓度提取烷基苯。此外，由于相对于烷基苯的流入量在蒸馏塔各塔板的累积滞留量 增大(如果烷基苯是高浓度则更大)、需要长时间才能恢复蒸馏塔内 的破坏的组成的平衡(特别是变成低浓度的状况)估计难进行浓度稳 定的提取。因此，本专利技术人对釆用共沸蒸馏的醋酸的脱水法以稳定的浓度回 收未反应的二烷基苯、进行再利用的方法，就蒸馏塔内的解析等潜心进行研究专利技术了以下的方法。本专利技术就醋酸-水-醋酸异丁酯的共沸蒸馏，采用恒定地少量导入 对二甲苯的体系的数值计算进行多成分体系蒸馏的模拟，推测该共沸蒸馏体系在蒸馏域内对二甲苯随共沸剂浓度的降低而浓缩到高浓度(约70重量％)，另外，利用理论塔板的微小差别，几乎都成为水， 对二甲苯的浓度降低，几乎不馏出对二甲苯。因此，作本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有芳香族烃的含水醋酸的共沸蒸馏方法，其是在制造芳香族二羧酸中溶剂醋酸的回收系统中，将含有芳香族烃的含水醋酸用作蒸馏原料进行共沸蒸馏的方法，其特征在于，　（１）使用和水形成共沸组成的共沸剂，　（２）向醋酸浓缩区域供给蒸馏原料，　 　（３）将含有烷基苯的馏分从共沸区域提取到馏出液贮槽，使之在该共沸区域循环，并持续循环至烷基苯和共沸剂的浓度比达到目标范围后，间歇地或者分批地提取馏出液贮槽内的该馏分，　（４）冷凝来自塔顶的馏出成分，相分离该冷凝液，回收醋酸含量稳 定在低位的生成水，　（５）从塔底回收水浓度为２～８重量％的脱水醋酸。

【技术特征摘要】
1. 含有芳香族烃的含水醋酸的共沸蒸馏方法，其是在制造芳香族二羧酸中溶剂醋酸的回收系统中，将含有芳香族烃的含水醋酸用作蒸馏原料进行共沸蒸馏的方法，其特征在于，(1)使用和水形成共沸组成的共沸剂，(2)向醋酸浓缩区域供给蒸馏原料，(3)将含有烷基苯的馏分从共沸区域提取到馏出液贮槽，使之在该共沸区域循环，并持续循环至烷基苯和共沸剂的浓度比达到目标范围后，间歇地或者分批地提取馏出液贮槽内的该馏分，(4)冷凝来自塔顶的馏出成分，相分离该冷凝液，回收醋酸含量稳定在低位的生成水，(5)从塔底回收水浓度为2～8重量％的脱水醋酸。2. 权利要求1所述的含有芳香族烃的含水醋酸的共沸蒸馏方法， 其特征在于，烷基苯和共沸剂的浓度比的目标范围为0. 5~6重量比。3. 权利要求1或2所述的含有芳香族烃的含水醋酸的共...

【专利技术属性】
技术研发人员：原德明，伊藤博之，山崎初太郎，
申请(专利权)人：株式会社日立工业设备技术，
类型：发明
国别省市：JP[日本]