用於芳香族羧酸的漿體分離的方法和旋壓過濾設備的製作方法

2023-06-19 10:58:26 1

專利名稱：用於芳香族羧酸的漿體分離的方法和旋壓過濾設備的製作方法
用於芳香族羧酸的漿體分離的方法和旋壓過濾設備本發明涉及用於製備芳香族羧酸，特別是對苯二甲酸和間苯二甲酸的方法和設備。更具體地，其涉及用於從漿體除去芳香族羧酸，例如對苯二甲酸或間苯二甲酸的方法。還更具體地，其涉及其中與現有技術方法或使用現有技術設備所實現的相比，氣體損耗降低和/或生成的芳香族羧酸餅具有降低的水分含量的方法。術語「氣體」包括蒸汽，並涉及用於設備的固體分離部分的增壓目的的氣體。通常，粗製對苯二甲酸通過氧化對二甲苯而製備。使用乙酸作為溶劑，在催化劑的存在下，進行氧化。然後將溶液以逐步的方式冷卻，從而結晶對苯二甲酸。然後，必須從乙酸溶劑除去對苯二甲酸晶體，並且這通常使用真空過濾器來實施。然後，使除去的晶體經過乾燥步驟以除去殘留的水分。然後，使粗製對苯二甲酸經過純化過程。壓力離心常用作該過程的一部分。然而，旋壓過濾器可以用於替換常規的離心。使用這類過濾器的實例能在2010年5月20日提交的第1008412. 7號GB專利申請中找到。 通過在諸如鈷-錳催化劑的催化劑上氧化間二甲苯來製備間苯二甲酸。用於分離和純化的過程的其餘部分與上述對苯二甲酸類似。還能以類似方式處理其他的芳香族羧酸。為了易於參考，我們將討論與特定的對苯二甲酸相關的現有技術方法，但應明白，該評述等同地用於其它的芳香族羧酸。與更常規的系統相比，旋壓過濾器的使用提供了多種優勢。例如，它們比壓力離心更可靠，由此需要較少的維護，使得停機時間和維護成本降低。通過使用旋壓過濾器獲得的另一優勢在於它們能在比常規真空過濾和壓力離心更高的壓力下運行。這產生了更乾燥的對苯二甲酸餅，其減少了分離步驟下遊的乾燥職責，由此改善了系統的經濟性。與使用旋壓過濾器相關的另一個益處在於能使用更有效的餅洗滌系統，其能產生具有比現有技術系統所實現的更低雜質含量的餅。此外，這些壓力過濾與現有技術離心相比更易於操作，因為它們更緩慢地旋轉。另一個優勢在於它們為該方法提供了靈活性，因為壓力下降和旋轉速率能易於調節以最優化產品輸出和/或操作需要。為了處理顯著生產量的源自商業氧化過程的對苯二甲酸，將使用多個旋壓過濾器。這些以並聯方式操作，以便來自氧化反應的產品流被分為通過過濾器的子流(substream)。同時，通常使用並聯布置的兩個過濾器，存在的過濾器的數量取決於設備生產量和翻轉原理(turndown philosophy)。當操作旋壓過濾器時，在過濾器殼和鼓內部之間的壓力下降通過氣流而實現。氣流的速率取決於過濾器尺寸和操作條件，例如溫度、壓力、壓力下降、餅孔隙率和餅的所需殘留水分。如上所述，術語「氣體」不僅包括可為例如惰性氣體、氮氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳等的一種或多種的氣體，而且還包括諸如水蒸汽和/或過程蒸汽的蒸汽，並且應當相應地解釋。該現有技術方法在圖I中示例性地示出。對苯二甲酸的溶劑漿體分別在線路1，通過過濾器供給泵2以及線路3和4到過濾器5和6。因此，以並聯方式操作過濾器。將氣體分別供給在線路7中，並通過線路8和9到過濾器5和6。將用於從過濾器的濾布除去溼潤的餅的回吹氣體從線路7移除並分別供給在線路17和18中以達到過濾器5和6的鼓。在線路10中從過濾器5除去分離的濾餅，並且在線路11中除去源自過濾器6的濾餅。在線路12中從過濾器5除去母液和氣體，並且使它們經過分離器13。在線路14中從過濾器6除去母液和氣體，並同樣使它們經過分離器13。除去在線路15中的分離的母液，以及線路16中的氣體。源自分離器的氣體壓力必須與最後結晶器的相同。該過程通常導致水分含量為約12%至約14%。當使用過程氣體時，應理解供給至旋壓過濾器的流代表總的氣體流的一部分，其以其它方式離開設備的氧化反應部分，並傳送至用於能量回收的氣體膨脹器。當使用蒸汽時，供給至旋壓過濾器的流表示傳送至用於能量回收的蒸汽渦輪的總蒸汽的一部分。因此，過濾器需要氣體越多，則通過能量回收裝置的越少，並由此回收的能量越少。嘗試解決該問題，通常以閉合環的形式操作壓力過濾器的氣體迴路。即，使從分離 器回收的氣體再循環並用作過濾器的氣體供給。儘管需要源自設備氣體的補充氣體，但其通常為較小的量。同時，問題的這種解決方案使對過濾系統的氣體需求最小化，並因此使來自能量回收的氣體流的損失最小化，閉環系統需要大量的儀器，包括氣/液分離器、蒸汽冷凝器和增壓壓縮器，這增加了系統的資金和操作成本。因此，期望提供滿足下述需求的系統，即，使氣體消耗最小化並由此使能量回收最大化，但其不具有目前操作的閉環系統的高儀器成本的缺點。已經發現，如果操作多個壓力過濾器，以使氣體從一個過濾器進入下一個，即，氣體流動途徑是串聯的，同時漿體以並聯方式經過過濾器，則能克服現有技術布置的問題。應理解，在該方法中，在要過濾的漿體被以並聯方式供給至過濾器時，氣體在開環布置中被以串聯方式供給經過過濾器。因此，根據本發明，提供了從芳香族羧酸的溶劑漿體中除去芳香族羧酸的方法，其包括下列步驟(a)將漿體分為子流，並且每一所述子流供給至單獨的旋壓過濾器，以便所述子流以並聯方式經過過濾器；以及(b)使氣體在開環布置中以串聯方式經過所述旋壓過濾器。如上所述，術語「氣體」不僅包括可為例如惰性氣體、氮氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳等的一種或多種的氣體，而且還包括諸如水蒸汽和/或過程蒸汽的蒸汽，並且應當相應地解釋。在一個布置中，使用兩個旋壓過濾器，即第一和第二過濾器。在該布置中，使漿體以並聯方式進入第一和第二過濾器，並且使氣體首先進入第一過濾器，然後進入第二過濾器。通常，在不同的壓力水平下操作過濾器，即使它們的溫度相同。在一個布置中，供給至所述過程的氣體可以以約4barg至約8barg、更優選約5barg至約7barg的壓力供給。還可以使用6barg。當氣體供給至第一旋轉過濾器時,可以使氣體降至約3barg至約6barg,更優選為約4barg至約5barg。當其離開第一壓力過濾器時，其的壓力通常比其被供給時的壓力低。根據整個第一過濾器的壓力下降，可以使氣體下降以在將其供給至第二過濾器前進一步降低。第二過濾器的合適壓力可以包括約3barg至約5barg,或為約4barg。可以使用任何合適的溫度。通常，溫度為約100° C至約160° C。本發明的方法提供了多種優勢。當氣體流動途徑為以串聯方式通過過濾器時，氣體損耗與使用並聯布置所需的損耗相比降低，同時在生成的餅中達到的水分水平可與現有技術布置所達到的相當。例如，當使用兩個過濾器時，氣體損耗通常降低50%。或者，能操作該方法，同時氣體損耗相當於通過增加氣體流動速率進行的現有技術並聯布置所記錄的損耗。該布置的益處在於降低生成的餅水分，由此使下遊的乾燥職責最小化。本發明的布置的主要益處在於省略了對閉環現有技術布置中使用的輔助設備的需求,所述需求增加了資金和操作成本。
本發明的方法可以用於製備芳香族羧酸方法的粗製部分或純化部分中的之一或二者。在一個布置中，芳香族羧酸為對苯二甲酸或間苯二甲酸。根據本發明的第二方面，提供了用於從芳香族羧酸的溶劑漿體除去芳香族羧酸的設備，其包括(a)多個旋壓過濾器；(b)用於以並聯方式將漿體供給至過濾器的裝置；以及(c)用於在開環布置中以串聯方式將氣體依次供給至過濾器的裝置。在一個布置中，芳香族羧酸為對苯二甲酸或間苯二甲酸。參考下列附圖
來描述本發明，其中圖I是現有技術的圖示；以及圖2是本發明方法的圖示。本領域技術人員應理解，附圖為概略的，並且在商業設施中可能需要其它的設備項目。該設備的輔助項目的供給形成了非本發明的部分，並且應根據常規的化工實踐。為了易於參考，參考從對苯二甲酸漿體分離對苯二甲酸來描述所述方法。然而，該討論可以同樣地應用於其它芳香族羧酸，例如間苯二甲酸的製備。使對苯二甲酸的溶劑漿體分別在線路21，通過過濾器供給泵22，以及線路22和24，到達過濾器25和26。因此，以並聯方式操作過濾器。使氣體經過線路27到達過濾器25。使回吹氣體經過線路28到達過濾器25的濾罩。在線路29中除去乾燥的濾餅，並且在線路30中除去母液。在線路31中除去氣體到過濾器26。使回吹氣體經過線路32到達過濾器26的濾罩。在線路33中除去乾燥的濾餅。在線路34中從過濾器26除去母液。在線路35中從過濾器26除去氣體。在存在兩個過濾器的布置中，可能用為具有兩個過濾器的現有技術閉環布置的大約一半的氣體供給來操作本發明的系統，並且仍實現來自每一過濾器的濾餅具有約12%至約14%的水分含量。或者，如果使用與現有技術閉環系統所用的相似的氣體流動速率，則能實現水分含量為約6%至約8%的濾餅。
權利要求
1.從芳香族羧酸的溶劑漿體除去所述芳香族羧酸的方法，其包括步驟 (a)將所述漿體分為子流，並且將每一所述子流供給至單獨的旋壓過濾器，以使所述子流以並聯方式經過所述過濾器；以及 (b)使氣體在開環布置中以串聯方式經過所述旋壓過濾器。
2.如權利要求I所述的方法，其中存在第一過濾器和第二過濾器；將所述漿體分為兩個子流，所述子流以並聯方式經過所述第一過濾器和第二過濾器，並且所述氣體首先經過所述第一過濾器，然後經過所述第二過濾器。
3.用於製備粗製芳香族羧酸的方法，其包括權利要求I或2所述的方法。
4.用於純化粗製芳香族羧酸的方法，其包括權利要求I或2所述的方法。
5.如權利要求I至4中任一權利要求所述的方法，其中所述芳香族羧酸為對苯二甲酸或間苯二甲酸。
6.用於從芳香族羧酸的溶劑漿體除去所述芳香族羧酸的設備，其包括 (a)多個旋壓過濾器； (b)用於以並聯方式將漿體供給至所述過濾器的裝置；以及 (C)用於在開環布置中以串聯方式將氣體依次供給至所述過濾器的裝置。
7.如權利要求6所述的設備，其中所述芳香族羧酸為對苯二甲酸或間苯二甲酸。
全文摘要
從芳香族羧酸的溶劑漿體除去所述芳香族羧酸的方法，其包括步驟(a)將漿體分為子流，並且每一所述子流供給至單獨的旋壓過濾器，以便所述子流以並聯方式經過過濾器；以及(b)使氣體在開環布置中以串聯方式經過所述旋壓過濾器。
文檔編號B01D33/37GK102834367SQ201280000907
公開日2012年12月19日 申請日期2012年1月12日 優先權日2011年2月11日
發明者安德裡亞·納格耐迪 申請人:戴維加工技術有限公司