CN101624342B - 精对苯二甲酸制备中cta分离过滤的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法和实施该方法的系统，该方法使CTA浆料在旋转式压力过滤机中进行固液分离，分别得到湿滤饼、过滤母液、冲洗液和脱湿气体，经过气液分离后，对分离后的部分过滤母液进行除杂以满足系统的工艺要求，该系统包括旋转式压力过滤机以及相应的气液分离和除杂设备。本发明减少了除杂工艺的处理量，降低除杂相关设备负荷、投资及能耗成本，同时也减少了前序降温和后序烘干等工艺的能量消耗，主要适应于精对苯二甲酸制备的CTA分离过滤过程。

Description

精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法及其实施这种方法的系统。
背景技术
现有PTA装置中，采用旋转真空过滤机(RVF)进行粗对苯二甲酸(CTA)的过滤分离。这种技术耗电耗水量大，而且由于RVF无功能区划分，过滤母液、冲洗液和脱湿气体均通过同一中心管抽出，形成混合液，因此需要对其中的一部分混合液进行除杂，由此也增加了除杂工艺的处理量，提高了处理成本。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法及实现该方法的系统，采用该方法和该系统，可以大大降低能耗和水耗，并且减小除杂工艺的处理量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法，其将CTA浆料送入旋转式压力过滤机进行固液分离，获得湿滤饼、过滤母液、冲洗液和脱湿气体，对其中的部分过滤母液进行除杂，其他过滤母液循环使用。
进行除杂处理的过滤母液的比例一般应保证系统内的杂质水平符合工艺要求。例如，进行除杂的过滤母液的比例通常可以为过滤母液总量的8～10％。
在进行过滤母液除杂之前，一般应先对全部过滤母液进行气液分离，分离出其中的气体，所述冲洗液和所述脱湿气体也应分别进行气液分离，所述湿滤饼可进入干燥装置进行干燥。
可以对所述过滤母液、所述冲洗液以及所述脱湿气体进行气液分离后形成的气体进行集中式冷凝处理，冷凝后得到的气体作为所述旋转式压力过滤机所需的氮气循环使用，冷凝后得到的液体与所述不进行除杂的过滤母液一起循环使用，所述冲洗液和所述脱湿气体分别经过相应的气液分离得到的液体也与不进行除杂的过滤母液一起循环使用。
一种精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的系统，其包括旋转式压力过滤机，所述旋转式压力过滤机设有CTA浆料进口、冲洗液进口、氮气进口以及湿滤饼出口、过滤母液出口、冲洗液出口和脱湿气体出口，所述过滤母液出口连接相互并列的除杂装置和循环槽。
所述过滤母液出口与所述除杂装置和循环槽连接的方式可以为所述过滤母液出口通过管道连接过滤母液气液分离装置，所述过滤母液气液分离装置的液体出口管道分为两路，一路连接所述的除杂装置，另一路连接所述的循环槽。
所述冲洗液出口可以通过管道连接冲洗液气液分离装置的冲洗液进口，所述脱湿气体出口可以通过管道连接脱湿气体气液分离装置的脱湿气体进口，所述湿滤饼出口可以通过传送装置连接湿滤饼干燥装置。
所述过滤母液气液分离装置的气体出口、所述冲洗液气液分离装置的气体出口和所述脱湿气体气液分离装置的气体出口均可以通过管道连接气体冷凝器的气体进口，所述气体冷凝器的气体出口可以通过管道连接气体压缩机的气体进口，所述气体冷凝器的液体出口可以通过管道连接所述循环槽，所述气体压缩机的气体出口可以通过管道连接所述旋转式压力过滤机的氮气进口，所述冲洗液气液分离装置的液体出口和所述脱湿气体气液分离装置的液体出口可以分别通过管道连接所述循环槽。
所述循环槽通过管道可以接入精对苯二甲酸制备工艺的氧化反应单元实现循环利用。
本发明的有益效果是：由于采用旋转式压力过滤机(RPF)代替传统的旋转式真空过滤机(RVF)进行CTA的分离，将湿滤饼、过滤母液、冲洗液和脱湿气体分开收集，由于冲洗液和脱湿气体的杂质含量较少，只需要对过滤母液进行除杂，在保证系统内杂质水平符合循环使用的工艺要求的情况下，只要提取部分过滤母液进行除杂即可，因此有效地减少了除杂工艺的处理量，降低了除杂相关设备处理能力要求，减少了除杂设备的投资、能耗、成本以及因除杂排出的有用物料，降低了CTA及cat损失，减少残渣排放量；由于将过滤母液、冲洗液和脱湿气体气液分离后形成的氮气重新返回RPF进行循环使用，有效地节约了大量氮气资源并降低了相应的成本；由于将大部分过滤母液以及气液分离后的液体经过集中收集后送入氧化反应单元循环使用，有效地降低了相关物料的消耗量，节省了相应的成本；由于RPF可以处理较高温度的物料，因此减小了前序工艺的降温程度，减小了冷却水的消耗和相应的能源消耗，由于排出的湿滤饼的温度较高，由此又减小了湿滤饼干燥所消耗的蒸汽量，降低了相应的能耗。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明采用旋转式压力过滤机(RPF)进行粗对苯二甲酸(CTA)的过滤，所述旋转式压力过滤机1通常包括液体过滤区、酸液冲洗区和氮气脱湿区及滤饼卸出区，粗对苯二甲酸(CTA)浆料经过压力过滤后，再经过酸洗和氮气脱湿，形成湿滤饼。液体过滤区开设有过滤母液出口，酸液冲洗区开设有冲洗液出口，氮气脱湿区通常开设有脱湿气出口，由此实现了湿滤饼、过滤母液、冲洗液和脱湿气体的分离。
所述过滤母液出口通常通过管道连接过滤母液气液分离装置2的分离物质进口，所述冲洗液出口通常通过管道连接冲洗液气液分离装置3的冲洗液进口，所述脱湿气体出口通常通过管道连接脱湿气体气液分离装置4的脱湿气体进口，RPF的湿滤饼出口通常通过传送机构连接干燥装置10。
所述过滤母液气液分离装置通常开设有气体出口和液体出口，所述冲洗液气液分离装置通常开设有气体出口和液体出口，所述脱湿气体气液分离装置通常开设有气体出口和液体出口。
所述过滤母液气液分离装置的液体出口可以通过设有两个出口的液体分流组件8分为两路，其中一个出口通过管道连接除杂装置9，另一个出口通过管道连接所述循环槽7。
所述液体分流组件可以采用流量比例调节阀或者其他现有分流装置。
所述冲洗液气液分离装置的液体出口和所述脱湿气体气液分离装置的液体出口通常分别通过管道连接所述循环槽7，以同不进行除杂的过滤母液混合后循环使用。
由于CTA浆料经液体过滤后，浆料里的杂质大都进入过滤母液，冲洗液和脱湿气体内的杂质含量很少，因此只需要对过滤母液进行除杂处理。
过滤母液在除杂前先进行气液分离，将气体脱出。
因此，从RPF流出的过滤母液通常首先进入过滤母液的气液分离装置，分离出气体的过滤母液通常不需要全部进入除杂装置，在保证系统内的杂质水平符合系统要求的情况下，可以只对部分气液分离后过滤母液进行除杂。
送去除杂的过滤母液通常可以为过滤母液总量的8～10％，不参与除杂的过滤母液通常送入所述循环槽，以便循环利用。
冲洗液和脱湿气体经气液分离脱出气体后将同不参与除杂的过滤母液一样送入所述循环槽，以便循环利用。
系统通过气液分离和气液分离后的液体(大多为酸液)的循环利用，对固液分离CTA使用的大量酸液进行了有效处理并节省了大量的资源消耗和投资成本。
所述过滤母液气液分离装置的气体出口、所述冲洗液的气液分离装置的气体出口和所述脱湿气体气液分离装置的气体出口通常分别通过管道接入气体冷凝器5，也可以三个管道首先汇集到一条主管道中，然后再连接气体冷凝器5。
所述气体冷凝器通常开设有气体(N2)出口和液体(冰醋酸)出口，所述气体出口通常通过管道连接气体压缩机6，所述液体出口通常通过管道连接循环槽7。
所述气体压缩机通常通过管道连接RPF的氮气脱湿区的氮气进口。
采用RPF分离过滤需消耗大量的N2，为此，需将各气液分离脱出的气体利用冷凝器进行气体分离，将醋酸气体冷凝分离出来。通常情况下，向冷凝器中通入冷却水进行醋酸气体的冷凝。
混合气体送入冷凝器后，经过冷凝，从冷凝器排出的气体(通常为N2)进入气体压缩机，通常经压缩机升压1～1.5巴，气体压力调整到所需值，可以重新进入RPF的氮气脱湿区的气体进口，以便循环利用。
从冷凝器排出的酸液(通常为冰醋酸)将沿着管道进入循环槽，以便循环利用。
所述循环槽通常通过管道连接氧化反应单元的液相物料进口。
通常可以采用下列工艺参数：进入旋转式压力过滤机的CTA浆料118℃左右，冲洗酸115℃左右，N270℃左右，从旋转式压力过滤机排出的湿滤饼115℃左右、过滤母液118℃左右、冲洗液115℃左右和脱湿气体100℃左右。
由于CTA浆料在大约118℃进入RPF，因此其前序的三段结晶降温冷却水耗量减少大约40％，并可省去三段结晶真空系统及其所需公用工程消耗(如蒸汽量和冷却水量)，减少三段结晶冷凝器面积大约50％。
从RPF排出的湿滤饼进入干燥装置进行干燥处理，该湿滤饼的温度较传统工艺排出的湿滤饼温度高大约25℃(RVF排出的湿滤饼温度大约为90℃，由此减小了后序干燥处理的蒸汽量。
可以实现N2的循环利用和过滤母液和冲洗酸的循环利用，并减小了除杂工艺的处理量，减小了前序工艺的降温程度和后序湿滤饼干燥的加热程度。

Claims (8)

1.一种精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法，其特征在于将CTA浆料送入旋转式压力过滤机进行固液分离，获得湿滤饼、过滤母液、冲洗液和脱湿气体，对其中的部分过滤母液进行除杂，其他过滤母液循环使用，所述过滤母液除杂之前，先进行气液分离，分离出其中的气体，所述冲洗液和所述脱湿气体也分别进行气液分离，所述湿滤饼进入干燥装置进行干燥。
2.根据权利要求1所述精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法，其特征在于进行除杂处理的过滤母液的比例应保证系统内的杂质水平符合工艺要求。
3.根据权利要求2所述精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法，其特征在于进行除杂的过滤母液的比例为过滤母液总量的8～10％。
4.根据权利要求3所述精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的方法，其特征在于对所述过滤母液、所述冲洗液以及所述脱湿气体进行气液分离后形成的气体进行集中式冷凝处理，冷凝后得到的气体作为所述旋转式压力过滤机所需的氮气循环使用，冷凝后得到的液体与所述不进行除杂的过滤母液一起循环使用，所述冲洗液和所述脱湿气体分别经过相应的气液分离得到的液体也与不进行除杂的过滤母液一起循环使用。
5.一种精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的系统，其特征在于包括旋转式压力过滤机，所述旋转式压力过滤机设有CTA浆料进口、冲洗液进口、氮气进口以及湿滤饼出口、过滤母液出口、冲洗液出口和脱湿气体出口，所述过滤母液出口连接相互并列的除杂装置和循环槽，所述过滤母液出口与所述除杂装置和循环槽连接的方式为所述过滤母液出口通过管道连接过滤母液气液分离装置，所述过滤母液气液分离装置的液体出口管道分为两路，一路连接所述的除杂装置，另一路连接所述的循环槽。
6.根据权利要求5所述精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的系统，其特征在于所述冲洗液出口通过管道连接冲洗液气液分离装置的冲洗液进口，所述脱湿气体出口通过管道连接脱湿气体气液分离装置的脱湿气体进口，所述湿滤饼出口通过传送装置连接湿滤饼干燥装置。
7.根据权利要求6所述精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的系统，其特征在于所述过滤母液气液分离装置的气体出口、所述冲洗液气液分离装置的气体出口和所述脱湿气体气液分离装置的气体出口均通过管道连接气体冷凝器的气体进口，所述气体冷凝器的气体出口通过管道连接气体压缩机的气体进口，所述气体冷凝器的液体出口通过管道连接所述循环槽，所述气体压缩机的气体出口通过管道连接所述旋转式压力过滤机的氮气进口，所述冲洗液气液分离装置的液体出口和所述脱湿气体气液分离装置的液体出口分别通过管道连接所述循环槽。
8.根据权利要求5、6或7所述精对苯二甲酸制备中CTA分离过滤的系统，其特征在于所述循环槽通过管道接入精对苯二甲酸制备装置中的氧化反应单元。
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