固液分离方法技术

本发明专利技术涉及一种固液分离方法，尤其是从固液流分离一种或多种大致固体组分的至少一部分的方法，该固液流包括一种或多种大致固体的组分和大致液体的组分，该方法包括：在具有至少一个过滤器的过滤区中，将不混溶流体与固液流的至少一部分的一种或两种、或与该一种或多种大致固体的组分的至少一部分接触；使该一种或多种大致液体的组分的至少一部分和不混溶流体的至少一部分通过所述至少一个过滤器并形成滤液，从而留下浓缩的产物流，此滤液包括该大致液体的组分和不混溶流体，此浓缩的产物流包括该一种或多种大致固体的组分；以及使该浓缩的产物流通过产物斜槽中的基本封闭的重新浆化区，该斜槽与过滤区附接、集成、粘合或以其它方式联合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于分离固体和液体的方法。
技术介绍
在许多工业化学方法中，各种分离技术用来将一种物质与另一种物质分离。这些分离可以是液液分离或液固分离。能够用于化学方法并且尤其是芳烃分离的两种普通的分离机制包括色谱和离心力。色谱具有许多变化，并且能够执行大规模的化学分离或者小规模的分析目的。色谱方法通常依靠一组溶解的或气态的化学物质的不同组分对特定吸附剂的亲和力的差异。典型地，所有的色谱方法都具有移动相和固定相。将混合物放到移动相中，然后通过含吸附剂的固定相。混合物的不同组分对固定相中的吸附剂具有不同的亲和力，并且这些亲和力的差异导致组分以不同的速度通过固定相，导致分离。离心法通常用于从液体(其中，一种待分离的物质可以被固化)中分离固体以及从液体混合物中分离液体。离心法通常利用离心装置，该离心装置水平或垂直地旋转其内容物，以增加重力的正常影响。在旋转式离心机中，较浓密的颗粒通常将移动到圆筒的外部，而较轻的颗粒则保留在圆筒中心附近。对于许多化学过程，这种常常在化学中间体流的分离和生产中起关键性的作用。由于结晶技术的发展，很适合分离芳香族化合物并且尤其是二甲苯异构体，该技术允许化工厂的操作员将分散的二甲苯异构体从二甲苯异构体的混合物中结晶出来。由于生产对苯二酸时要使用对二甲苯，而对苯二酸又是生产聚酯的中间体，因而感兴趣的是将结晶技术和有效的固液分离技术结合起来。特别是，具有至少大约99重量百分比，更优选至少大约99. 5重量百分比，更优选至少大约99. 7重量百分比纯度的对二甲苯最适于通过氧化对二甲苯来产生对苯二酸。当前用于分离二甲苯异构体的商用方法包括前述色谱法，以及其后跟着离心法的结晶。由于二甲苯异构体各自的凝固点相差很远，而它们的沸点却非常接近的事实，结晶而非蒸馏典型地更适合分离二二甲苯异构体。例如，纯对二甲苯在56华氏度下凝固，纯间二甲苯在-54华氏度下凝固，纯邻二甲苯在-13华氏度下凝固，并且纯乙苯在-139华氏度下凝固。二甲苯异构体的平衡混合物通常含有大约25重量百分比的对二甲苯、大约25重量百分比的邻二甲苯以及大约50重量百分比的间二甲苯。由于对二甲苯在这些混合二甲苯流中的低浓度以及二甲苯异构体的不同的凝固点，通常需要非常低的温度以确保通过结晶从C8馏分中最大回收对二甲苯。然而，存在操作上的低温限制，该温度通常取自间二甲苯/对二甲苯或邻二甲苯/对二甲苯二元低共熔物的温度，该温度防止从C8馏分中完全回收所有的对二甲苯。处于或低于该限制，间二甲苯或邻二甲苯将与对二甲苯共结晶。此外，如果温度降到低于任一种二元低共熔物的温度，则对二甲苯含量很低的第二固相将从混合物中结晶出来。通常，第二固相的形成被视为不希望的，所以结晶过程典型地在尽可能低的温度下操作，但该温度高于最高的二元低共熔物的温度。尽管这限制了该过程中的单程对二甲苯回收，但采用结晶过程的常规对二甲苯分离方法可产生基本上纯的对二甲苯产物。尽管这种结晶过程产生了纯度水平超过98%的对二甲苯产物，但由于高速旋转部件固有的高投资成本和高维护成本，离心机、离心机类装置以及其它的固液分离装置的使用给纯化过程增加了显著的成本。另外，这种装置的购买、安装、操作以及维护都是昂贵的。因为由于即使维护良好的离心机也倾向于出乎意料地停机，所以也存在可靠性问题。结果， 先前的努力已集中于开发离心法的替代方法，以提高产生基本上纯的对二甲苯的经济性。公布的Thijssen等的美国专利Nos. 4，734，102和4，735，781公开了用最少的活动部件发挥作用的和设备。Thijssen的'102和781中的方法和设备利用了封闭柱，该封闭柱具有带过滤器的至少一个过滤管。将悬浮液导入柱的一个末端，并且以相对于悬浮液为逆流的方向将洗液导入柱的第二末端，在柱内形成床。来自悬浮液的滤液移动通过滤管的过滤器进入管内，并且从柱的第二末端回收浓缩的悬浮液。在第二末端导入洗液，以清洗并重新浆化浓缩的悬浮液。当利用该方法分离来源于熔融结晶过程的悬浮液时，清洗液包括来自悬浮液的熔融结晶产物。尽管在Thijssen的'102和'781中公开的方法和设备避免了离心，但这些方法具有限制其广泛应用的缺点。在Thijssen的专利中公开的方法在远低于浆料晶体的熔点的处理温度下不能有效地分离固体和液体，所述浆料晶体来源于熔融结晶过程。这是因为该过程中所采用的洗液在过程的洗涤部分期间在柱内凝固。在越来越低的温度下，凝固的洗液填充了固体之间的大部分空隙，由此需要越来越高的压力以驱使洗液进入柱内。最终，将达到足够低的温度，其中，凝固的洗液基本上堵塞了装置，导致在Thijssen专利中所公开的设备和方法失效和紧急停止。在从二甲苯异构体中分离对二甲苯的情况下，该技术的应用将排除制造商在相当低的结晶温度下运行其结晶过程，以便通过挑战上述的二元低共熔物温度来最大回收对二甲苯。又一缺点是在Thijssen的专利中公开的方法中使用熔融的固体洗液可能会由于不能容易地或廉价地从滤液中分离的液体而污染滤液。这可以导致固体产物大量损失于滤液中。因此，工业上仍然很需要用于固体与液体分离的替代方法和设备，其提出并解决上述问题。现已发现，与没有这种挡壁特征的设备相比，根据本专利技术且包括基本上由挡壁分开的过滤区和重新浆化区的过滤柱设备提供了大量的能量和资金节约的好处。也已发现，与在分离下游容器中发生重新浆化操作的设备相比，包括基本互相协作的过滤区和重新浆化区的过滤柱设备提供了大量的能量和资金节约。也已发现用于在过滤区从固液流中分离一种或多种基本上为固体的组分的至少一部分的方法，通过将基本上为固体的组分和/或固液流的至少一部分与诸如气体的不混溶流体接触，产生基本上为固体的组分的相对干燥和纯的产物流。也已发现用于在过滤区从具有很宽的温度范围的固液流中纯化对二甲苯的方法，通过将基本上为固体的对二甲苯或所述固液流的至少一部分与诸如替代冲洗液的气体的不混溶流体接触，产生相对干燥并且纯的产物流，该产物流包括基本上为固体的对二甲苯，其能够以很少的或不需要额外的冷却费用就可以进行进一步处理。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种包括过滤区和基本封闭的重新浆化区的过滤柱设备。该过滤区和基本封闭的重新浆化区由挡壁分开。 本专利技术的另一方面是一种包括基本封闭的过滤区和重新浆化区的过滤柱设备。该基本封闭的过滤区和所述重新浆化区由挡壁分开。本专利技术的另一方面是一种包括过滤区和重新浆化区的过滤柱设备。该过滤区和所述重新浆化区基本上相互协作。本专利技术的另一方面是一种用于从固液流中分离一种或多种基本上为固体的组分的至少一部分的方法，所述固液流包括所述基本上为固体的组分和一种或多种基本上为液体的组分。所述方法包括在具有至少一个过滤器的过滤区中，将不混溶流体与所述固液流的至少一部分的一种或两种，或者与所述一种或多种基本上为固体的组分的至少一部分接触；使所述一种或多种基本上为液体的组分的至少一部分和所述不混溶流体的至少一部分通过所述至少一个过滤器并形成滤液，所述滤液包括所述基本上为液体的组分和所述不混溶流体，从而留下浓缩的产物流，所述浓缩的产物流包括所述一种或多种基本上为固体的组分；以及，使所述浓缩的产物流通过产物斜槽中的基本封闭的重新浆化区，所述斜槽与所述过滤区附接、集成、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·A·维尔萨克，斯克特·A·罗伯茨，迪安·B·科姆斯托克，罗纳德·D·斯特凡斯基，
申请(专利权)人：BP北美公司，
类型：发明
国别省市：