CN102203041A - 二羧酸的综合联产 - Google Patents

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Abstract

本发明提供改进的在二甲苯氧化反应尾气中的能量含量和从其中的轴功率回收，同时使废水处理成本最小化。即使在优选的相对低氧化温度下，利用尾气产生比驱动主空气压缩机所需的量更多的轴功率。同时，大于来自二甲苯氧化的副产物水的量的废水保持蒸气形式并在自维持（自供燃料）的气相热氧化分解单元中与尾气污染物一起处理。任选地，合并来自多个二甲苯氧化反应器，包括一次和/或二次氧化反应器和形成TPA和/或IPA的尾气。任选地，空气压缩机冷凝物和碱涤气器流出物排污用于TPA工艺或用作实用水，有效地从TPA设施中除去正常流量的液态废水流出物。任选地，在共享的热氧化分解单元中处理含PET形成水的PET尾气，有效地从联合的pX-到-TPA-到-PET设施中除去正常流量的液态废水流出物。

Description

二羧酸的综合联产
背景
已知通过使反应尾气（off-gas）经过至少一个冷却、吸收和/或蒸馏装置来从反应尾气中回收大多数气化溶剂以产生液化的回收溶剂。通常希望从反应尾气中最大化地回收含至少一个烃基键的气化化合物，在本文中称作“烃基化合物”、“挥发性有机化合物”和“VOC”。
已知使用至少一个蒸馏装置来从回收的溶剂中除去一定量的由pX的部分氧化大量共同生成的过量水。各种设计已知用于利用来自pX部分氧化的能量作为运行蒸馏装置所需能量输入的至少一部分。
术语“TPA形成的水”在本文中是指每千克商业纯度的pX进料0.340千克的水。这来自根据下列化学计量法由pX形成TPA的预期反应：pX + 3 O2产生TPA + 2 H2O。尽管在商业纯度的pX内存在少量杂质且少量pX处于氧化不足和/或过度氧化，现代制造设施产生包含极低量杂质的商业纯度pX并以很高收率将此类进料转化成粗制和/或纯化TPA。优选粗制和/或纯化的TPA固体产物的总收率为至少大约96或97或98或99摩尔%（基于商业纯度pX进料的质量，除以每摩尔106.16克的分子量）。该商业纯度的pX进料优选包含至少大约0.990或0.995、0.997或0.998质量分数的pX。
也已知与回收气化溶剂一起以各种组合方式从一部分尾气中回收能量——热能和机械轴功。一种已知的能量回收方法是利用至少一部分尾气来煮沸工作流体，例如水或甲烷，以产生蒸气。该蒸气用于将热传递给另一使用者，或该蒸气通过膨胀机，通常涡轮膨胀机减压以产生轴功输出。来自涡轮膨胀机的能量回收可直接转化成机械功，如驱动空气供应压缩机或其它运动机械，或通过驱动连向功率分配和消耗网络的旋转发电机来转化成电力。
另一已知的能量回收方法是使至少一部分包含双氮的尾气通过涡轮膨胀机。来自涡轮膨胀机的能量回收可直接转化成机械功，如驱动空气供应压缩机或其它运动机械，或通过驱动连向功率分配和消耗网络的旋转发电机来转化成电力。
也已知将尾气中显著部分的蒸气形式的水送往热氧化分解装置（thermal oxidative destruction means, TOD），在此将有害的气态和VOC污染物，例如一氧化碳、乙酸、乙酸甲酯、对二甲苯和甲基溴转化成更环保的流出物，例如水蒸气和二氧化碳。某些常规系统公开了将蒸气形式的“反应水”从对二甲苯氧化反应器排出到热分解装置中以除去有害污染物。
概述
本发明已经发现现有技术中没有想到的优选实施方案。本发明的实施方案可从某些氧化反应介质的反应尾气中回收更大量的轴功功率，无论是用于生成电力还是直接用于机械用途，和/或排出甚至比TPA形成的水更大量的水蒸气，和/或自维持（自供燃料）的TOD。本发明的某些实施方案甚至可提供有效地不产生液态废水的pX-到-TPA-到-PET的联合设施。
在一个优选实施方案中，本发明包括使基本全部氧化反应尾气，包括一次(primary)和二次(secondary)氧化反应器源与pX和mX进料一起通过共享的溶剂回收蒸馏系统，随后通过过热步骤，随后通过包含级间加热的两级涡轮膨胀机以产生更大量的轴功。这种构造能够输出超过工艺空气压缩机和工艺液体和淤浆泵的消耗的电力。在涡轮膨胀机加热器中来自冷凝物的闪蒸蒸汽用于TPA工艺的另一部分中。在涡轮膨胀机后，一部分水蒸气从氧化反应尾气中冷凝以提供用于各种工艺用途的液态水；其余水蒸气留在尾气中，其被送往TOD装置。任选使用直接燃料燃烧来加热尾气，而非蒸汽加热，以提供涡轮膨胀机内的过热。任选通过再压缩经过压缩机装置和分液装置后的尾气来降低涡轮膨胀机的出口压力。
此外，对本发明的方法的另一些方面而言，下列实施方案是优选的：
● 优选在尾气中留下足够的可燃燃料值以使其在TOD，优选再生热氧化器（RTO）中的环境消减（abatement）基本、更优选完全是自加热的，而不需添加反应尾气中不存在的燃料。更优选显著量的这种可燃燃料值来自乙酸甲酯（MeOAc）——在乙酸中的pX氧化的已知副产物。本发明人已经发现如何保持足够低的乙酸甲酯形成以便在与向RTO中添加购买的燃料对比考虑时不需要用于分离乙酸甲酯和通过水解回收乙酸内容物的显著资本和运行成本。
● 在向TPA氧化反应器提供环境空气的压缩系统中常常由环境水蒸气形成冷凝水，并且这种水可能被润滑剂和密封流体污染。这种冷凝环境水优选进入TPA工艺液体中，例如作为洗涤水、骤冷水、回流水，或用作实用水（utility water)，例如作为冷却塔补充水，而非直接送往液态废水处理设施。
● 在除去和/或热分解尾气中的VOC后，许多场所要求在释放到环境中之前从此类处理过的尾气中除去溴化氢。通常通过水洗进行这种涤气以产生溴盐，例如使用氢氧化钠和亚硫酸氢钠的水溶液涤气和产生溴化钠。本发明人已经发现，用于控制此类洗涤水中的溶解固体含量的排污水有利地用作实用水，例如冷却塔补充水，而非形成液态废水。
● PET法也由PET形成反应产生水，这种水常被各种VOC化合物，例如乙二醇、乙醛和各种二氧戊环污染。优选在共享的公用设施中与来自相邻TPA设施的TPA形成的水一起处理来自PET工艺的至少一部分污染水。优选地，来自PET形成的所述污染水以蒸气形式离开所述PET设施以供处理，或利用来自所述相邻TPA设施的至少一部热能将其转化成蒸气。更优选地，来自PET形成反应的水在共享的公用TOD中与TPA形成的水一起处理。
本文公开的本发明可以单独或以各种组合提供就每TPA生产单元而言产生非常低，甚至零的，需要环境处理的液体废水的pX-到-TPA设施。此外，本发明可提供就每TPA生产单元而言产生非常低，甚至零的，需要环境处理的液体废水的pX-到-TPA-到-PET设施。
附图简述
图1显示本发明的示例性实施方案。
优选实施方案详述
就用于将pX转化成TPA的优选一次氧化反应介质、方法和装置而言，本文的本发明可以与US 20070293699和US 20060047158的公开内容结合（它们的整个公开内容经此引用并入本文）。这些参考公开包括一次氧化的许多优选机械特征和工艺条件，工艺条件尤其包括温度和梯度、压力和梯度、流量、组成和梯度、搅拌、以及停留时间和分布。本文所用的“可氧化化合物”、“溶剂”、“氧化剂”、“反应介质”和“烃基”依据上述参考文献。
当在溶剂回收和/或脱水装置中处理之前将来自二次氧化反应介质的至少一部分尾气与来自一次氧化反应介质的至少一部分尾气合并时，本文中的本发明更优选。二次反应介质是从上游氧化反应器接收大部分其芳族底物进料——其可能是一次氧化反应介质和/或另一二次反应介质——的介质。关于围绕进入的液相芳族底物的进一步反应优化的二次氧化反应器的描述，包括在所选工艺范围（包括温度、压力、流量、组成、搅拌、以及停留时间和分布、对各种成本的平衡，尤其包括底物、产物和溶剂的过度氧化）内运行的益处，参见US 20070155985和US 20070208191。在此，这种类型的二次氧化反应器被称作“后氧化反应器”。此外，关于围绕进入的固相芳族底物的进一步反应优化的二次氧化反应器的描述，包括在所选工艺范围（包括温度、压力、流量、组成、搅拌、以及停留时间和分布、对各种成本的平衡，尤其包括底物、产物和溶剂的过度氧化）内运行的益处，参见US 20070208190和US 20070219393。在此，这种类型的二次氧化反应器被称作“消化反应器”。
当有意通过燃烧（氧化燃烧）基本包含烃基键的化合物（燃料）来产生功率，尤其是轴功率时，常常如机械上可实现的那样高地推进所述燃烧的温度以根据已知热力学原理使功率回收最大化。另一方面，当进行催化部分氧化以形成化学产物时，通常设定反应介质的温度和压力以控制所得收率、转化率和产物纯度。本发明的催化氧化足够快以致需要非常小心地保持溶解的双氧的合适液相浓度，并且这导致偏向于更高的系统压力以提供更高的气相双氧分压。
尽管对更高温度（为了能量回收）和对更高压力（为了TPA产物纯度）的这些大致偏好，但本发明人已经发现，优选以下列适度的压力和温度处理至少一部分一次氧化反应介质，甚至同时回收提高量的轴功率和甚至同时以蒸气形式排出更大量的废水。优选用小于大约12、10、8、7bara的压力处理至少一部分一次氧化反应介质。优选以至少大约2或3或4或5bara的压力处理至少一部分一次氧化反应介质。优选以小于大约200或190或180或170℃的温度处理至少一部分一次氧化反应介质。优选以至少大约120或130或140或150℃或155℃或160℃的温度处理至少一部分一次氧化反应介质。本发明人已经发现，优选在满足获得优选反应温度和压力所需的能量平衡的同时在反应介质的尾气出口处生成尽可能最大体积和质量的蒸气。不合意地，更大量蒸气的生成提高从离开反应介质的尾气中分离液体和固体的难度。不合意地，尾气中的此类提高扩大处理反应尾气的导管和设备的直径和体积；这尤其包括溶剂回收和/或脱水装置。不合意地，本发明的氧化反应介质产生足够腐蚀性的尾气以致需要通常包含钛在内的异常昂贵的构造材料。不合意地，离开反应介质的蒸气的提高的流量在溶剂回收和/或脱水装置（在此回收溶剂的大多数烃基部分）中处理的过程中在质量和体积方面都极大衰减。但是，本发明人已经发现，在反应尾气中形成的提高的溶剂蒸气量可部分保持为基本包含水的提高量的蒸气，其离开溶剂回收和/或脱水装置并进入尾气涡轮膨胀机，通常在轴能量回收中提供整体经济益处，其令人惊讶地胜于其它运行成本提高和资本成本提高。在本发明的一个实施方案中，由溶剂回收塔产生的脱烃基(hydrocarbyl-depleted)尾气包含占所述脱烃基尾气物流的至少10，或15，或20，或30，或35，或40，或45，或50重量%水蒸气。在本发明的另一实施方案中，由溶剂回收塔产生的脱烃基尾气包含占所述脱烃基尾气流的少于4，或3，或2，或1重量%乙酸。
反应尾气中的蒸气化合物包含水蒸气+VOC。反应尾气中不可冷凝的气态化合物包含双氮、双氧、一氧化碳、二氧化碳和双氢(dihydrogen)。利用本发明的各种方面，本发明人已经发现，可以并且优选如下以反应尾气中提高量的蒸气化合物运行pX部分氧化工艺。优选反应尾气中的蒸气化合物为至少大约0.67，或0.72，或0.75，或0.77千克/千克反应尾气。优选反应尾气中的蒸气化合物为至少大约12.4，或13.2，或13.8，或14.2千克/千克进料至相应氧化反应介质的pX。
为实现反应尾气中如此大量的蒸气，本发明人已经发现，优选极大抑制来自跨越传导性的隔离边界表面的本发明的氧化反应介质的环境损失和有意除热，尽管此类氧化反应高度放热并需要极大冷却。优选绝热以使含有至少一部分氧化反应介质的容器和/或导管的暴露的周围表面积的至少大约70，或90，或95，或99%被至少大约0.01，或0.02，或0.04，或0.08米厚的绝热材料覆盖。经过含有至少一部分氧化反应介质的导管和/或容器的暴露的周围表面积的热能损失优选小于大约40，或20，或10，或 5瓦特/千克进料至相应氧化反应介质的pX。优选限制至少一部分氧化反应介质被经过传导性、隔离的热交换边界表面的实用冷却流体，例如水和空气冷却，以使除去的热能小于大约100，或10，或0.1，或0.01瓦特/千克进料至相应氧化反应介质的pX。
为实现反应尾气中如此高的蒸气量，本发明人还发现，进料至氧化反应介质的进料优选如切实可行的那样热，尽管此类氧化反应高度放热并需要极大冷却。进料至至少一个氧化反应介质的氧化剂进料优选是压缩空气，其中将离开最终压缩阶段后的冷却减至最低。所述压缩空气质量的至少大约50，或70，或90，或99%优选以至少大约60、70、80、90℃的温度到达氧化反应介质。所述压缩空气质量的至少大约50，或70，或90，或99%优选以至少相应空气压缩机的大致排出温度减去40，或 20，或10，或5℃的温度到达氧化反应介质。优选绝热以使用于输送所述压缩空气的导管、容器和控制器的暴露的周围表面积的至少大约50，或70，或90，或95%被至少大约0.005，或0.01，或0.02，或0.04米厚的绝热材料覆盖。
优选在至少一个溶剂回收和/或脱水装置中从反应尾气中回收溶剂并随后以高于环境温度和接近相应反应介质温度的温度送回氧化反应介质。也就是说，烃基化合物优选从反应尾气中冷凝，适当脱水，并在不比反应尾气冷得多的情况下送回反应介质。更优选地，经由传导性、隔离的热交换边界表面向这种热回收溶剂提供有限量的热能输入。如本文其它地方公开的那样，通过适当限制在所述溶剂回收和/或脱水装置中除去的热能量，实现这种结果。优选将所述回收溶剂的至少大约40，或60，或80，或90重量%以小于大约200，或190，或180，或170℃的温度供应至氧化反应介质，因为优选不在高于一次氧化反应介质的温度下将热能转移至回收的溶剂中。优选将所述回收溶剂的至少大约40，或60，或80，或90重量%以至少大致反应尾气温度减去小于大约80，或40，或20，或10℃的温度供应至氧化反应介质。优选将所述回收溶剂的至少大约40，或60，或80，或90重量%以至少大约60，或90，或120，或140℃的温度供应至氧化反应介质。输入溶剂回收和/或脱水装置的净热能的至少大约40，或80，或90，或98%优选直接来自进入的反应尾气流，而未经传导性、隔离的热交换边界表面传递热能。优选所述回收溶剂的至少大约40，或60，或80，或90重量%以至少大约相应反应尾气的温度减去小于大约80，或40，或20，或10℃的温度离开溶剂回收和/或脱水装置，同时在其中使用小于大约100，或30，或10，或3千卡/千克回收溶剂的经传导性、隔离的热交换边界表面输入的热能进行处理，其在小于大约100，或30，或10，或3千卡/千克回收溶剂的经传导性、隔离的热交换边界表面的热能输入下进入相应反应介质。优选绝热以使含有至少一部分回收溶剂的容器和/或导管的暴露的周围表面积的至少大约70，或90，或95，或99%被至少大约0.01，或0.02，或0.04，或0.08米厚的绝热材料覆盖。
从固体TPA的过滤和洗涤中回收的滤液溶剂优选以由经传导性、隔离的热交换边界表面传递热能提供的升高的温度送回氧化反应介质。滤液溶剂是从淤浆中机械分离和/或洗涤固体TPA而得的溶剂。获得滤液溶剂的一种方式是通过过滤领域中已知的任何方式过滤和洗涤TPA淤浆，但本发明人预期了用于产生滤液溶剂的本领域已知的所有其它机械分离；例如重力沉降、离心机、旋风分离器等。
在送回氧化反应介质中之前，优选将至少大约40，或60，或70，或80重量%的所述滤液溶剂冷却至小于大约100，或80，或70，或60℃的温度。这有用地降低TPA在该淤浆中的溶解度，并且其有用地降低该滤液溶剂的腐蚀性以便包含滤液溶剂的储存和加工的导管、容器、泵和其它设备和控制器可以使用较不昂贵的构造材料。适合所述冷却的滤液溶剂的构造材料包括具有中等抗腐蚀性的各种金属和合金，如不锈钢或双炼钢，作为钛和其它更昂贵的高抗腐蚀金属和合金的替代物。
但是，更优选以至少大约60，或90，或120，或140℃的入口温度向氧化反应介质提供至少大约40，或60，或70，或80重量%的所述滤液溶剂。优选使用太阳能、来自尾气的热能和/或来自在小于大约60，或20，或8，或4bara的压力下的蒸汽冷凝的热能以在进料至氧化反应介质中之前将大约40，或60，或70，或80重量%的所述滤液溶剂加热至少大约10，或20，或40，或60℃。优选将这种热能经传导性、隔离的热交换边界表面传递到滤液溶剂中。
优选将pX以升高的温度进料至氧化反应介质。优选以至少大约60，或90，或120，或140℃的入口温度向反应介质提供至少大约40，或60，或70，或80重量%的所述pX进料。优选使用太阳能、来自尾气的热能和/或来自在小于大约60，或20，或8，或4bara的压力下的蒸汽冷凝的热能以在进料至氧化反应介质中之前将大约40，或60，或70，或80重量%的所述pX在批量（bulk）储存和/或环境温度以上加热至少大约10，或20，或40，或60℃。优选将这种热能经传导性、隔离的热交换边界表面传递到pX中。
单独或结合地，压缩空气、回收的溶剂、滤液溶剂和/或pX的较热进料温度要求将增加的液流供应到氧化反应器中以保持其能量平衡，从而实现优选的运行温度和压力。借助较热的进料，以溶剂气化的潜热而非进料的显热形式除去更多反应热，且增加量的液体溶剂进料以溶剂蒸气形式在反应尾气中离开氧化反应器。不合意地，供应增加量的液体溶剂进料需要更昂贵的泵、导管和控制器以及增加量的泵功率。
为了压缩环境空气，通过省略后冷却器来升高供应温度常常提高进入氧化工艺的水蒸气的量，除非提供与冷却不同的干燥装置。此类添加的水必须最终与TPA形成水一起从氧化工艺中分离和排出以保持所需溶剂组成。此外，当无论以蒸气还是液体还是固体形式最终排出此类添加的水时，常常同时损失一些购买的含碳物料，并根据现有技术最终产生增加的废水负荷。因此，压缩环境空气中如此的额外输入水蒸气可能被视为双重不合意的，造成潜在的碳损失和废水增加。
但是，通过利用本文其它地方公开的发明以蒸气形式排出增加量的水并使用有限的共生量的VOC作为TOD中的燃烧燃料，本发明人已经发现在用于氧化剂进料的压缩环境空气中留下所选量的水蒸气的积极净利益。相应地，进料至本发明的至少一种氧化反应介质中的至少大约70，或80，或90，或95重量%的氧化剂进料优选包含至少大约0.01，或0.03，或0.04，或0.05千克水/千克进料至相应氧化反应介质的pX和小于大约0.12，或0.10，或0.08，或0.07千克水/千克进料至相应氧化反应介质的pX。
在离开氧化反应介质，更优选一次氧化反应介质后，优选使用至少一部分尾气利用一个或多个涡轮膨胀机装置生成一定量的轴功。涡轮膨胀机装置或简言之，涡轮膨胀机，是任选含一个或多个级间加热装置的串联分级的一个或多个涡轮膨胀机步骤。离开涡轮膨胀机最低压阶段的尾气在进一步工艺步骤之前在本文中被称作涡轮膨胀机尾气。优选设置至少一个涡轮膨胀机步骤以使其机械连接到至少一个压缩步骤以由环境空气供应氧化剂。便利地由旋转机械轴和/或齿轮箱提供此类连接。
为使轴功率最大化，合意的是在进入涡轮膨胀机之前使来自尾气的压力和热能损失最小化。但是，竞争性地需要消耗压力和温度能量以回收溶剂和在溶剂回收和/或脱水装置中除去适当量的水。在对于涡轮膨胀机装置出口优选的减压下，由于尾气体积变得过大，溶剂回收和/或脱水装置的资本成本要求也极大提高。
如本文所公开，本发明人已经发现了能够对照来自涡轮膨胀机装置中的尾气的轴功率回收来实现和平衡来自溶剂回收和/或脱水装置中的反应尾气的压力和温度能量消耗的特征组合。在本文中其它地方包括了对优选的溶剂回收和/或脱水装置的发现和致能公开。在描述它们之前，公开了涉及涡轮膨胀机装置的优选方面。
应注意到与涡轮膨胀机步骤的入口流相关的优选压力范围。优选，由在反应介质的上表面附近形成反应尾气之处评测，溶剂回收和/或脱水装置的尾气出口处的压力降低小于大约2，或1，或0.5，或0.2巴静压。优选，通过在溶剂回收和/或脱水装置出口和涡轮膨胀机入口之间向尾气提供热能的任选加热装置的摩擦流动压力损失小于大约32,000，或16,000，或8,000，或4,000帕斯卡。优选，由在反应介质的上表面附近形成反应尾气之处评测，第一涡轮膨胀机步骤入口处的尾气压力降低小于大约2，或1，或0.5，或0.2巴静压。优选，至少在涡轮膨胀机步骤上的入口处的压力为至少大约2，或3，或4，或5bara。第一涡轮膨胀机步骤入口处的压力优选小于大约12，或10，或8，或7bara。优选，在涡轮膨胀机的第一级的入口与最后级的出口之间总计的任何级间导管和工艺步骤，如热交换装置，中的流动摩擦压力损失小于大约64,000，或32,000或16,000，或8,000帕斯卡。
尽管合意的是使从溶剂回收和/或脱水装置的尾气出口到涡轮膨胀机入口的距离最小化以使穿过绝热材料输出的热能损失和由流动摩擦损失造成的压力能量损失最小化，但本发明人已经发现，涡轮膨胀机的尾气入口优选位于从周围地面向上测得的小于大约40，或30，或20，或10米内。这使尾气高程水头最大程度地再转化成涡轮膨胀机入口处的静压，因为离开溶剂回收和/或脱水装置的尾气的高程可以为在地面以上大于50米。
为了更大的轴功率回收，优选使涡轮膨胀机上的背压最小化。降低的背压有助于通过使离开气体的减压比和体积最大化来使涡轮膨胀机的轴功率回收最大化。但是，本发明的涡轮膨胀机尾气具有其它竞争性的需要。最低程度，必须在释放到周围环境之前为经过导管、控制器和各种设备，通常包括冷凝装置和环境处理装置的流动提供压力。产生在较低压力下的涡轮膨胀机尾气在这些下游工艺中造成显著的设计困难和资本成本。涡轮膨胀机尾气的更大压力表明易于冷凝优选量的水和VOC，尤其是在优选冷凝膨胀机尾气中的（基本）“全部”水蒸气的那些工艺设计中。在较低压力下，使用接近环境温度的实用冷却流体难以或不可能实现从涡轮膨胀机尾气中冷凝适当部分的水蒸气和VOC，并且利用冷却流体的制冷不适合如此大的热负荷。此外，如果在涡轮膨胀机尾气中保持更大压力，由于改进的热交换系数、由于改进的与任何给定的实用冷却流体供应温度的温度差和由于管理所述热交换装置内的速度、压降和流量分布，热交换装置所需的物理尺寸降低。甚至在冷凝大部分或甚至绝大部分水蒸气和VOC后，涡轮膨胀机尾气的更低压力又意味着进一步下游导管、控制器和设备的更大尺寸。此外，一些工艺设计优选使用膨胀机尾气或冷凝器尾气以传送TPA产物粉末，这可能导致另外需要提高的涡轮膨胀机背压。
根据本发明的一个方面，本发明人已经发现，尾气导管、控制器、热交换装置、TOD装置和涤气器装置的所公开的设计能够实现尾气涡轮膨胀机出口处的下列优选压力条件。涡轮膨胀机尾气的压力优选小于大约0.9，或0.6，或0.4，或0.3 巴表压。涡轮膨胀机尾气的压力优选为至少大约0.05，或0.10，或0.15，或0.20巴表压，通过这方面在释放到周围环境之前经过所公开的导管、控制器和设备向涡轮膨胀机尾气提供充足的压力能量并包括尾气冷凝器、冷凝物除雾和除雾、TOD和涤气器，同时不包括再压缩步骤。
根据本发明的另一方面，优选通过如上使下游压力应用最小化和通过还提供位于冷凝器热交换装置后的尾气再压缩步骤来进一步使涡轮膨胀机背压最小化，其中涡轮膨胀机尾气中存在的水蒸气的至少大约10，或20，或40，或80重量%以液体水形式除去。本发明人已经发现，甚至在根据本文中的本发明将水蒸气排放到周围环境中的同时，根据本文中的发明从尾气中有效除去水蒸气能使剩余尾气的再压缩步骤可行：其需要的功率有效地少于由上游涡轮膨胀机中的较大减压提供的功率增加。此外，更优选在尾气冷凝器装置与再压缩装置的入口之间设置分液装置。（关于冷凝器尾气和分液尾气的公开和名称，参见本文其它地方。）当使用尾气再压缩时，优选将冷凝器尾气，更优选分液尾气再压缩至少大约0.05，或0.1，或0.2，或0.3巴。当使用尾气再压缩时，优选将冷凝器尾气，更优选分液尾气再压缩小于大约0.9，或0.8，或0.7，或0.6巴。当使用尾气再压缩时，离开涡轮膨胀机最低压阶段的尾气的压力优选小于大约0.3，或0.2，或0.1，或0.0巴表压。当使用尾气再压缩时，离开涡轮膨胀机最低压阶段的尾气的压力优选为至少大约-0.9，或-0.6，或-0.4，或-0.3巴表压。当使用尾气再压缩时，优选设置至少一个再压缩步骤以使其机械连接到至少一个涡轮膨胀机步骤和/或至少一个压缩步骤以由环境空气供应氧化剂。便利地由旋转机械轴和/或齿轮箱提供此类连接。
现在注意涡轮膨胀机装置的尾气入口，或如果任选提供，在位于溶剂回收和/或脱水装置之后和所述涡轮膨胀机装置之前的尾气预热装置的入口处的优选温度。优选，在任选位于第一涡轮膨胀机装置前的任何尾气预热装置之前评测，第一涡轮膨胀机步骤入口处的温度为至少大约110，或120，或130，或135℃。优选，在位于第一涡轮膨胀机装置前的任何尾气预热装置之前评测，第一涡轮膨胀机步骤入口处的温度小于大约190，或175，或165，或155℃。优选，在任选位于第一涡轮膨胀机装置前的任何尾气预热装置之前评测，从在反应介质的上表面附近形成反应尾气之处到尾气进入第一涡轮膨胀机装置之处评测的温度降低为小于大约50，或40，或30，或25℃降低。
尽管在工作流体露点处或以下运行的冷凝涡轮膨胀机是本领域中公知的，当用在太接近尾气露点运行的涡轮膨胀机中时，本发明的尾气中的某些成分造成许多构造材料的过量侵蚀和腐蚀。腐蚀性成分被认为包括与水和/或双氧结合的羧酸和/或溴。
相应地，优选在涡轮膨胀机至少一个阶段的出口处的温度比尾气局部露点温度高至少大约5，或10，或20，或25℃的情况下运行。更优选地，在涡轮膨胀机所有阶段的出口处保持与露点的这些温度差。通过各种方式实现此类温度，包括限制涡轮膨胀机的机械效率、在溶剂回收和/或脱水装置的出口与涡轮膨胀机的出口之间向尾气中添加热能和/或限制经涡轮膨胀机的压降。
但是，一旦充分避开露点，本发明人已经发现，在涡轮膨胀机尾气中太大过热的情况下运行本发明在资本成本和运行成本方面通常不合意。相应地，优选在比局部露点高小于大约150，或120，或90，或60℃的涡轮膨胀机至少一个阶段的出口处和尾气冷凝器入口处的温度下运行。
较不有效的涡轮膨胀机需要较少的外加热能以确保涡轮膨胀机出口温度保持在优选露点范围内。当从工作流体中除去较少焓并转化成机械功率时，来自涡轮膨胀机的输出温度固有地较高。根据热量的相对成本和电力的成本，改进该涡轮机的机械效率可能有害于或有益于最优化的成本。本发明人已经发现，当输送的热能的单位成本小于以相同单位表示的电力的成本的大约0.3倍时，则优选使涡轮膨胀机的机械效率最大化和利用额外的热能输入以获得膨胀机出口上的所需露点范围。这不如发电动力周期有效，其可能实现例如至少大约0.5的机械能量输出与热能输入比，因此与所实现的轴功相比，利用输入尾气的热能可能看起来不明智。但是，露点避开问题意味着增加的热能输入可以与膨胀机中改进的效率和/或其中提高的减压相结合以实现能量回收的显著总体改进。因此，本发明中所用的涡轮膨胀机的机械效率优选为通过尾气工作流体的理想的等熵膨胀可实现的最大轴功输出的至少大约65，或75，或80，或85%。
为了提高来自涡轮膨胀机的机械功率输出，尤其是在使用高效涡轮膨胀机的同时使出口温度保持在相对于露点的优选范围内，优选在离开溶剂回收和/或脱水装置和进入涡轮膨胀机之间和/或在多级涡轮膨胀机中的级间位置向尾气中提供下列量的热能：至少大约100，或200，或300，或350瓦特/千克进料至相应氧化反应介质的pX；小于大约1,000，或800，或600，或500瓦特/千克进料至相应氧化反应介质的pX；至少大约10，或20，或30，或40瓦特/千克涡轮膨胀机尾气；小于大约100，或90，或80，或70瓦特/千克涡轮膨胀机尾气；热能输入引起的尾气温度升高为至少大约10，或20，或40，或60℃；且热能输入引起的尾气温度升高为小于大约250，或200，或150，或100℃。
经由包含传导性、隔离的热交换边界表面，优选包含如本领域中已知的各种抗腐蚀金属和金属合金，的热交换装置供应如此量的热能。优选由热工作流体，更优选冷凝形成一部分液体水冷凝物的蒸汽供应热能。此外，本发明人公开，优选由在尾气热交换装置中形成的冷凝物形成至少一部分较低压的闪蒸蒸汽，并在TPA生产工艺中其它地方的至少一个热交换装置中使用至少一部分所述闪蒸蒸汽，例如加热一部分二甲苯、回收的溶剂、滤液溶剂、TPA固体和/或尾气。
任选地，通过用双氧氧化燃料和将所得热反应产物直接合并到尾气中，供应如此量的热能。所述热反应产物在离开溶剂回收和/或脱水装置与进入涡轮膨胀机之间的位置和/或在多级涡轮膨胀机中的级间位置进入。优选所述燃料包含烃基键。更优选所述燃料包含醇、乙酸酯/盐和/或烃。还更优选所述燃料主要包含甲醇、乙醇、甲烷、丙烷、丁烷和/或燃料油。最优选所述燃料包含至少大约50，或70，或90，或95重量%甲烷。
优选提供一部分压缩环境空气以氧化所述燃料，因为来自溶剂回收和/或脱水装置的尾气常常相对贫双氧和富含水蒸气。更优选至少大约50，或70，或90，或100重量%的双氧化学计算量由进料至所述燃料的氧化反应区的压缩环境空气提供。双氧的化学计算量为将供应的燃料完全转化成水和二氧化碳所需的最低量。再更优选少于至少大约300，或200，或150，或120重量%的双氧化学计算量由进料至所述燃料的氧化反应区的压缩环境空气提供。用于氧化所述燃料的最高温度优选为至少大约300，或400，或600，或800℃。优选不使用氧化催化剂来促进至少大约10，或50，或80，或95重量%所述燃料的氧化。离开溶剂回收和/或脱水装置的尾气中的VOC的至少大约10，或50，或80，或95重量%优选在离开涡轮膨胀机的最后阶段之前不燃烧。
除提高涡轮膨胀机入口处的温度和压力外，本发明人还已经发现，本文的公开内容也优选用于提高到达至少一个涡轮膨胀机装置的入口的水蒸气的质量。涉及一次氧化反应介质、溶剂回收和/或脱水装置和连接导管的设计和运行的本文的公开内容能够实现这些组成。流入至少一个涡轮膨胀机步骤的尾气的组合物优选包含至少大约3.0，或3.3，或3.5，或3.6千克水/千克进料至相应氧化反应介质的pX。流入至少一个涡轮膨胀机步骤的尾气的组合物优选在相同位置包含至少大约0.38，或0.42，或0.44，或0.46千克水/千克尾气。进入至少一个涡轮膨胀机步骤的入口的尾气质量流量优选为至少大约6.9，或7.3，或7.6，或7.8千克/千克进料至相应氧化反应介质的pX。
现在再注意溶剂回收和/或脱水装置。通常合意的是从反应尾气中尽可能多地回收含至少一个烃基键的气化化合物，在本文中称作“挥发性有机化合物”和“VOC”。如果未从尾气中回收，这些化合物不合意地释放到周围环境中，或更优选地，在TOD中大部分转化成水蒸气和二氧化碳。尽管TOD流出物更环保，但来自溶剂回收和/或脱水装置的VOC损失仍为一项运行成本。
更具体地，通常合意的是限制进入TOD的尾气中pX、乙酸和乙酸甲酯的损失。溶剂回收和/或脱水装置中的各种机械方法影响此类损失的最小化，但最终由热力学和由溶剂回收和/或脱水装置中的能量消耗控制该分离。通常，较大能量消耗可提供较低VOC损失。此类能量消耗造成溶剂回收和/或脱水装置中的较低温度和/或较高回流比。
但是，本发明人已经发现，在挥发性有机化合物的绝对最小值以上有意提高挥发性有机化合物损失导致在与TOD的燃料需要和涡轮膨胀机的轴功率回收综合时改进的总工艺经济性。
相应地，优选控制如本文中公开的处理反应尾气的至少一个溶剂回收和/或脱水装置中的能量脱除和能量损失。与从在反应介质的上表面附近形成反应尾气之处评测的相比，离开溶剂回收和/或脱水装置的尾气的至少大约40，或60，或80，或90重量%的温度优选降低少于大约50，或40，或30，或25℃。优选用至少大约0.01，或0.02，或0.04，或0.08米厚的绝热材料隔绝包含溶剂回收和/或脱水装置的导管、容器和控制器的暴露的周围表面积的至少大约70，或90，或95，或99%，尽管巨大量的热能在涡轮膨胀机后最终释放到周围环境中。经由包含溶剂回收和/或脱水装置的导管和/或容器的暴露的周围表面积的热能损失优选小于大约40，或20，或10，或5瓦特/千克进料至相应氧化反应介质的pX。
优选限制热能回收以便经由位于在反应介质的上表面附近形成反应尾气之处的传导性、隔离的热交换边界表面从工艺流中除去小于大约1,000，或100，或1，或0.1瓦特热能/千克进料至相应氧化反应介质的pX并直至其中至少大约80，或90，或95，或99重量%的双氮已经过涡轮膨胀机装置。已知用于从反应尾气中回收能量的一些设计包括在尾气经过涡轮膨胀机通行之前通过提取跨越传导性、隔离的热交换边界表面的热能以加热和/或气化实用流体来冷凝和回收溶剂。该实用流体随后用于在其它步骤中生成轴功率和/或传递热能。示例性的实用传热和/或冷却流体包括水液体和/或蒸气、轻质脂族烃液体和/或蒸气，和/或空气。
溶剂回收和/或脱水装置优选在不添加共沸分离化合物的情况下运行。示例性的共沸蒸馏化合物包括乙酸正丁酯和/或乙酸正丙酯。溶剂回收和/或脱水装置优选在净添加少于大约0.1，或0.01，或0.001，或0.0001千克共沸蒸馏化合物/千克从反应尾气中除去的溶剂的情况下运行。
本发明的溶剂回收和/或脱水装置优选包含处理反应尾气中存在的至少大约80，或90，或95，或99重量%的不可冷凝气体和/或双氮的高效蒸馏装置。所述蒸馏装置优选包含至少大约20，或25，或30，或35个理想分离级。经过所述蒸馏装置的尾气的流动摩擦压力损失优选小于大约 60，或40，或20，或10千帕。任何蒸馏塔盘优选具有每塔盘小于大约1,200，或900，或700，或500帕斯卡的低压降设计，尽管这不合意地限制此类塔盘的运行调低（turndown）。更优选使用如本领域中已知的规整填料，尽管需要昂贵的抗腐蚀冶金术以及包含钛在内的一些金属的潜在易燃性。优选使用至少两种不同的容器直径构造所述蒸馏装置，其中上部的最大水平直径小于在较下部经过至少大约４米高度存在的最大水平直径的大约1.0，或0.96，或0.92，或0.90倍，并处理反应尾气中至少大约80，或90，或95，或99重量%的双氮。
在离开涡轮膨胀机后，优选在至少一个热交换装置，在本文中称作尾气冷凝器中冷却至少一部分尾气，由此产生液体，在本文中称作回流并基本包含水，将其至少一部分进料至所述溶剂回收和/或脱水装置。尾气冷凝器入口处的温度、压力和/或组成的各种优选范围优选与涡轮膨胀机最终阶段的出口处相同。在所述尾气冷凝器中，尾气的流动摩擦压力损失优选小于大约16，或12，或8，或4千帕。当在没有尾气再压缩步骤的情况下运行时，离开所述尾气冷凝器的尾气压力优选为至少大约 0.02，或0.08，或0.12，或0.16巴表压。当在没有尾气尾气再压缩步骤的情况下运行时，离开所述尾气冷凝器的尾气压力优选小于大约0.6，或0.5，或0.4，或0.3巴表压。当使用任选尾气再压缩步骤运行时，离开所述尾气冷凝器的尾气压力优选为至少大约-0.8，或-0.7，或-0.6，或-0.5巴表压。当用任选尾气再压缩步骤运行时，离开所述尾气冷凝器的尾气压力优选小于大约0.1，或0.0，或-0.1，或-0.2巴表压。离开所述尾气冷凝器的尾气温度优选为至少大约 30，或40，或50，或60℃。离开所述尾气冷凝器的尾气温度优选小于大约110，或100，或90，或80℃。离开所述尾气冷凝器的尾气温度优选在涡轮膨胀机出口温度以下降低至少大约10，或20，或30，或35℃。离开所述尾气冷凝器的尾气温度优选在涡轮膨胀机出口温度以下降低小于大约100，或80，或70，或60℃。优选在所述尾气冷凝器中除去小于大约3,100，或2,900，或2,700，或2,500瓦特/千克进料至相应氧化反应介质的pX的热能。优选在所述尾气冷凝器中除去至少大约1,600，或1,800，或2,000，或2,100瓦特/千克进料至相应氧化反应介质的pX的热能。
选择和控制回流量和温度以与离开冷凝器的尾气中的VOC损失最小化平衡地使进入涡轮膨胀机的水蒸气最大化。到溶剂回收和/或脱水装置的回流流动优选包含至少大约7.0，或8.0，或8.5，或9.0千克液体水/千克在供应有所述溶剂回收和/或脱水装置的氧化反应器中产生的TPA形成水。到溶剂回收和/或脱水装置的回流流动优选包含小于大约12.0，或11.0，或10.5，或10.0千克液体水/千克在供应有所述溶剂回收和/或脱水装置的氧化反应器中产生的TPA形成水。到溶剂回收和/或脱水装置的回流流动优选包含至少大约0.70，或0.75，或0.79，或0.82千克液体水/千克离开溶剂回收和/或脱水装置的水蒸气。到溶剂回收和/或脱水装置的回流量优选包含小于大约0.98*，或0.96，或0.92，或0.90千克液体水/千克离开溶剂回收和/或脱水装置的水蒸气。（*当在燃料任选直接燃烧下运行时，通过燃料燃烧形成更大质量的水）。进料至溶剂回收和/或脱水装置的回流温度优选为至少大约40，或50，或55，或60℃。优选将进料至溶剂回收和/或脱水装置的回流温度冷却至比在尾气中离开冷凝器的水蒸气的温度低少于40，或30，或20，或10℃。
本发明人指出，将尾气冷凝器设置在根据本发明的如此低的压力下极大提高冷凝器入口和出口处的尾气体积。除非使用异常大直径的导管，流速和摩擦压力的降低是讨厌的。相应地，涡轮膨胀机出口与尾气冷凝器入口之间的尾气导管优选具有至少大约1.2，或1.5，或1.8，或2.1米的直径，这对由各种昂贵的抗腐蚀金属和金属合金制成的含压力的工艺导管而言相当大。为减小导管直径和成本，涡轮膨胀机出口与尾气冷凝器入口之间的导管中的尾气的空塔速度优选为至少大约30，或40，或50，或60米/秒。这些是异常快的导管速度再侵蚀，尤其是对在其露点附近的腐蚀性工艺气体而言，并且需要对照露点进行仔细控制。在尾气冷凝器出口处，液滴的一定存在提高侵蚀和腐蚀潜力，并优选将这些导管中的空塔速度限制至小于大约30，或25，或20，或15米/秒直至如本文中其它地方公开的那样进入分液装置以便除去液体。
本发明人还指出，在根据本发明的低压下运行尾气冷凝器迫使使用较低工艺温度以冷凝所需量的回流。较低工艺温度缩减至更接近冷却流体的温度，且较低工艺压力造成工艺侧上降低的薄膜传热系数。所有因素迫使提高通常包含各种昂贵的抗腐蚀金属和金属合金的传导性、隔离的热交换边界表面的面积。
当根据本发明的一些方面将优选量的水蒸气排放到周围环境中时，进一步放大本发明的尾气冷凝器的设计挑战和成本。排出所选量的水蒸气导致要求有意控制在尾气冷凝器中除去的能量，即使是用新的或未结垢的传导性、隔离的热交换边界表面、在以降低的生产率制造TPA时用较低质量流吞吐量和/或能量负荷、和如该情况中常见的那样在冷却介质的可变温度（例如由于每日和季节性环境变化）下运行。
控制尾气冷凝器的一个特别挑战在于，大多数冷却塔水系统含有通过用环境空气蒸发冷却而极大浓缩的溶解固体量。当节制此类冷却水的流量以控制尾气冷凝器的工艺温度时，输出的冷却水的温度提高。如果此类冷却水的温度提高得太多，一些溶解的固体沉淀。不幸地，许多高抗腐蚀金属合金快速被侵蚀并在此类结节状沉积物下方被点蚀穿孔。相应地，本发明人公开了本发明的尾气冷凝器的下列优选实施方案。本文所用的“冷凝器尾气”包括如下尾气：其中至少一部分已在至少一个尾气冷凝器中处理过。
产生液体水的所述尾气冷凝器优选包含空气冷却，其中使环境空气与容纳所述尾气的传导性、隔离的热交换边界表面接触。优选使用强制通风风扇使空气流移动跨越容纳所述尾气的传导性、隔离的热交换边界表面。优选使用风扇速度、风扇叶片间距、空气流量控制遮板和/或其它空气流量和/或空气温度控制装置以响应至少一个工艺变量，例如冷凝器尾气的温度和/或压力；冷凝器液体的温度和/或流速；通过任何在线测量，例如红外组成分析测得的冷凝器尾气和/或冷凝物的化学组成来调节尾气冷却量。
产生液体水的所述尾气冷凝器更优选包含与容纳所述尾气的传导性、隔离的热交换边界表面接触的冷却水。冷却水流速、冷却水入口温度和/或冷却水出口温度优选用于响应至少一个工艺变量，例如冷凝器尾气的温度和/或压力；冷凝器液体的温度和/或流速；通过任何在线测量，例如红外组成分析测得的冷凝器尾气和/或冷凝物的化学组成来调节尾气冷却量。离开所述水冷却的热交换装置的至少一部分冷却水优选具有至少大约50，或60，或70，或80℃的温度。所述冷却水优选包含通过与环境空气直接接触来冷却的水。所述冷却水更优选是“闭合回路冷却水”。所述闭合回路冷却水优选包含降低量的总溶解固体（TDS），例如去离子水或蒸汽冷凝物。优选在包含通过与环境空气直接接触来冷却的实用冷却水的热交换装置中从所述闭合回路冷却水中除去至少一部分热量。优选在板框式热交换装置中从所述闭合回路冷却水中除去至少一部分热量。
任选地，优选的是响应至少一个工艺变量，例如冷凝器尾气的温度和/或压力；冷凝器液体的温度和/或流速；通过任何在线测量，例如红外组成分析测得的冷凝器尾气和/或冷凝物的化学组成，随时间经过使至少一部分传导性、隔离的热交换边界表面脱离工作。通过使所述表面部分不接触流动的尾气和/或流动的工艺冷却流体，使所述表面部分脱离工作。
控制在尾气冷凝器中除去的能量的任选方式是如US 6,504,051（其整个公开内容经此引用并入本文）中所公开使一部分涡轮膨胀机尾气在所述冷凝器周围旁流绕过。但是，即使同时解决调节和控制能量脱除的需要，此类气体旁流仍会造成新的问题。首先，此类旁流密切影响质量平衡以及能量平衡，因为溶剂蒸气不容易从旁流尾气中冷凝。如果太多或太少气体旁流，在试图满足能量平衡的同时，扰乱溶剂回收系统的水平衡，以致回收的溶剂变得太湿或太干；也会扰乱送往环境释放和/或TOD的VOC的量。其次，合意的是重组冷凝器尾气和旁流尾气以便在共享的公用环境处理装置中处理。但是，由于在将较冷的液体饱和的气流与较热的液体饱和的气体合并时通常产生气溶胶雾，此类重组是成问题的。此类气溶胶经证实就导管和设备中的点蚀而言是危险的，因为该气溶胶倾向于以微滴形式收集在较冷和/或较低湍流的表面上。难以在限制压降和/或热能输入的同时实现从高速工艺流中快速除去此类气溶胶，尽管在提供更长分离时间时此类雾可能容易地聚结以致液滴落下。
相应地，本发明人已经发现本发明的下列优选实施方案。在离开 涡轮膨胀机后，使用一个或多个下列优选方面使至少一部分尾气气体在至少一个尾气冷凝器周围旁流绕过以形成“旁流尾气”。所述旁流尾气优选在与离开尾气冷凝器、进入TOD和/或释放到周围环境中的尾气结合之前在包含传导性、隔离的热交换边界表面的热交换装置中冷却小于大约60，或50，或30，或10℃。所述旁流尾气优选为离开涡轮膨胀机的所有尾气的至少大约1，或2，或4，或8重量%。所述旁流尾气优选为离开涡轮膨胀机的所有尾气的小于大约50，或40，或30，或20重量%。优选使用所述旁流尾气的流速以响应至少一个工艺变量，例如冷凝器尾气的温度和/或压力；冷凝器液体的温度和/或流速；通过任何在线测量，例如红外组成分析测得的冷凝器尾气和/或冷凝物的化学组成来调节尾气冷却量。在释放到周围环境中之前，所述旁流尾气优选与已离开尾气冷凝器的至少一部分尾气合并以形成“混合尾气”。利用至少一个下列特征的“分液装置”优选处理至少一部分冷凝器尾气，由此产生“分液尾气”。优选分离进入所述分液装置的液体的至少大约10、50、98、99.9重量%并与来自所述分液装置高度的下方80，或60，或40，或10%中的开口的小于大约50，或95，或99，或99.8重量%尾气双氮共混离开。至少一部分所述分液装置优选位于比向所述分液装置提供气体-液体多相流的至少一个尾气冷凝器更低的高度。液体水优选从位于尾气冷凝器的流体入口下方的开口离开所述分液装置。在具有最大水平直径的平面处，尾气在所述分液装置中的空塔垂直速度优选小于大约4，或3，或2，或1米/秒。在具有最大垂直直径的平面处，尾气在所述分液装置中的空塔水平速度小于大约6，或5，或4，或3米/秒。尾气在所述分液装置中的平均停留时间优选小于大约20，或13，或8，或5秒。尾气在所述分液装置中的平均停留时间优选为至少大约0.5，或1.0，或1.5，或2.0秒。液体在所述分液装置内的平均停留时间优选为至少大约0.5，或2，或4，或8分钟。液体在所述分液装置内的平均停留时间优选为小于大约60，或48，或24，或12分钟。优选在所述分液装置内包括至少一个除液撞击表面，而非压力隔离边界表面。与经过分液装置的尾气接触的固体表面积优选为至少大约0.0005，或0.001，或0.002，或0.004平方米/千克离开所述分液装置的尾气。经过所述分液装置的至少一部分尾气优选接触至少大约0.001，或0.005，或0.01，或0.02平方米的非压力隔离固体表面积/千克进料至相应氧化反应介质的pX。优选从分液尾气中除去进入分液装置的尾气中存在的至少大约70，或80，或90%的小于至少大约500，或200，或75，或25微米的液滴。本发明人公开，分液装置的这些各种优选特征在具有或没有旁流尾气的处理冷凝器尾气的分液装置中是优选的。
优选在TOD中处理至少一部分旁流尾气，所述TOD也处理离开尾气冷凝器的至少一部分尾气。至少一部分旁流尾气更优选在进入TOD之前与至少一部分冷凝器尾气合并形成混合尾气。最优选在进入TOD装置之前添加热能以提高所述混合尾气的温度。这种加热降低尾气导管、容器和其它外壳中的冷凝并由此使构造材料的成本最小化。这种热能可以全部或部分添加到所述混合尾气流中，添加到所述旁流尾气流中，或添加到所述冷凝器排出尾气流中。所述混合尾气的温度优选比离开所述尾气冷凝器的尾气的温度高至少大约10，或20，或40，或60℃。
本发明人公开，优选根据此方面甚至在无旁流尾气的情况下向分液尾气中加入热能。优选如下设置尾气冷凝器和分液装置，以同时平衡将冷却水泵至高位的成本、高结构体和支承体的成本、和提供升高以实现冷凝液体在尾气冷凝器和/或分液装置中和/或经过尾气冷凝器和/或分液装置的重力流。至少一个尾气冷凝器中的最低冷却表面的高程优选在地面高程以上小于大约50，或30，或20，或10米。至少一个尾气冷凝器中的最高冷却表面的高程优选在地面高程以上至少大约6，或9，或12，或15米。分液装置内液体存量的高程优选在周围地面高程以上至少大约0.5，或1，或2，或3米。分液装置内液体存量的高程优选在地面高程以上小于大约20，或15，或10，或5米。
与来自尾气涡轮膨胀机的改进的功率回收和/或根据本文的公开的 TOD的自加热相结合，本发明人已经发现在排出的尾气中留下提高量水蒸气的惊人益处，尽管这种提高量的水蒸气常常伴随着更大的VOC损失。相应地，本发明人公开了在冷凝器尾气、分液尾气和/或TOD入口尾气中存在的“排出的水蒸气”的下列优选实施方案。排出的水蒸气优选小于TPA形成的水的大约400，或300，或250，或200重量%。这避免在单程涡轮膨胀机功率周期中在液体水的气化中消耗太多氧化反应的热量，随后产生在TOD中处理用的资本和运行成本且没有随之增加向溶剂回收和/或脱水装置供应的回流。排出的水蒸气优选为TPA形成的水的至少大约100，或110，或130，或150重量%。为避免使回收的溶剂系统过度脱水并由此扰乱氧化反应条件，在本文中公开了超过TPA形成水的水量的优选来源。
超过TPA形成水的排出的水蒸气优选包含至少一部分随氧化剂供应，更优选压缩环境空气进入该工艺的水。在本文其它地方中公开了在压缩空气中进入的水蒸气的优选量。超过TPA形成水的排出的水蒸气优选包含至少一部分由芳烃和溶剂的过度氧化形成的水。排出的水蒸气优选包含至少大约0.05，或0.10，或0.15千克由芳烃和溶剂的过度氧化形成的水/千克进料至相应氧化反应介质的pX。排出的水蒸气优选包含小于大约0.05，或0.04，或0.03千克由芳烃和溶剂的过度氧化形成的水/千克进料至相应氧化反应介质的pX。
超过TPA形成水的排出的水蒸气优选包含由加压蒸气（至少大约50、90、95、99重量%水，至少大约110，或140，或180，或220℃）注入包含液体溶剂的工艺流而形成的水。优选应用包括作为热能的源和作为导管、孔口和设备的吹扫介质的蒸汽。超过TPA形成水的排出的水蒸气优选包含至少一部分用于洗涤工艺排放物的水，其随后将气体释放到周围环境中。超过TPA形成水的排出的水蒸气优选包含至少一部分在溶剂提纯和/或催化剂回收工艺中用作共沸分离助剂的水，包括美国专利No. 4,939,297、US 7,351,396和美国专利申请公开No. 2005-0038288中的公开内容。
在任选用于在溶剂回收和/或脱水装置出口与涡轮膨胀机出口之间加热尾气时，超过TPA形成水的排出的水蒸气优选包含至少一部分由燃料氧化形成的水。
超过TPA形成水的排出的水蒸气优选包含在TOD出口之前，更优选在TOD入口之前的至少一部分来自相邻PET工艺并进入TPA工艺的水。优选设置所述PET工艺以使与所述TPA工艺的最小水平距离小于大约1800、900、300、100米。所述PET工艺优选使用来自所述TPA工艺的TPA产物形成至少一部分PET。优选在由对二甲苯、对甲苯甲醛和/或对甲苯甲酸形成之后的小于大约72，或24，或12，或4小时内将至少一部分所述TPA产物进料至所述相邻PET工艺的反应介质中。来自所述PET工艺的水优选为至少大约0.02，或0.2，或0.3，或0.4千克/千克TPA形成水。来自所述PET工艺的水优选小于大约1.1，或0.9，或0.7，或0.6千克/千克TPA形成水。
TOD优选由包含一氧化碳和VOC的尾气化合物的氧化，尤其是由乙酸甲酯的氧化自供燃料。尾气的燃料含量优选为进入TOD的所有燃料含量的至少大约60、70、80、90%。以产生包含水蒸气和二氧化碳气体的气相产物的氧化反应热的形式评测燃料含量。尾气的燃料含量优选小于在无冷却手段（例如空气或其它气体/蒸气的显热，和/或水或其它液体的显热或潜热，无论是直接通过共混物料还是间接跨越隔离的传导性热交换表面）的情况下运行TOD所需的最低燃料含量的大约160，或140，或120，或110%。
TOD优选有用地，甚至主要地，根据下列公开内容由尾气中的乙酸甲酯供燃料。乙酸甲酯是pX在乙酸中液相氧化成TPA的已知副产物。本领域中已知用于分离乙酸甲酯和随后用水将其水解以回收乙酸溶剂和副产物甲醇流出物的技术。本发明人已经发现，有效的TPA合成系统，例如US 20070293699和US 20070208191（其整个公开内容经此引用并入本文）提供乙酸甲酯净形成速率的有用降低。尾气中的CO组分具有相对低的加热值，且尾气常含有相对少量的MeBr和乙酸。乙酸甲酯向TOD提供有用的燃料含量以实现所需温度和污染物（包括乙酸甲酯本身）的破坏效率。如果尾气的燃料含量太低，则必须向TOD供应补充燃料，例如甲烷、甲醇、燃料油，以实现污染物的所需温度和破坏效率。
本发明人已经发现分液尾气中乙酸甲酯的下列优选范围——对照进一步抑制乙酸甲酯形成和/或通过分离和水解回收其乙酸内容物的资本和运行成本有用地平衡TOD中的乙酸甲酯的燃料值的范围。分液尾气和/或进入TOD的尾气中的乙酸甲酯含量优选为至少大约0.003，或0.005，或0.007，或0.008千克/千克进料至相应氧化反应介质的pX。分液尾气和/或进入TOD的尾气中的乙酸甲酯含量优选小于大约0.030，或0.025，或0.020，或0.015千克/千克进料至相应氧化反应介质的pX。乙酸甲酯优选提供进入TOD的所有燃料含量的至少大约20，或30，或40，或50%。在本发明的另一实施方案中，分液尾气和/或进入TOD的尾气中的乙酸甲酯和/或甲醇含量优选小于大约0.030，或0.025，或0.020，或0.015千克/千克进料至相应氧化反应介质的pX。乙酸甲酯优选提供进入TOD的所有燃料含量的至少大约20，或30，或40，或50%。
分液尾气和/或进入TOD的尾气中的乙酸含量优选小于大约0.005，或0.004，或0.003，或0.002千克/千克进料至相应氧化反应介质的pX。仅用不可冷凝的气态化合物根据干基评测的分液尾气和/或进入TOD的尾气中的一氧化碳含量优选小于大约0.45，或0.40，或0.35，或0.30摩尔%。
但是，在TOD中浪费太多能量是不合意的，无论是尾气中固有的可燃燃料还是外加燃料。因此，TOD释放的总燃烧能量优选小于600，或500，或450，或400千焦/千克进料至相应氧化反应介质的pX。通过如本领域中已知的那样由各种手段在TOD出口附近的热的处理过的尾气与所述TOD入口附近的未处理过的尾气之间提供有效的热集成，从而实现这种低量的所需燃烧热。
用如本文中公开的运行方法和尾气组合物适当控制燃烧热的供应。TOD优选在至少大约200，或400，或600，或800℃的最高内部温度下运行。优选在离开TOD之前将进入TOD的尾气中的至少大约94，或96，或98，或99摩尔%的碳氧化成CO2。最优选地，在本文的所有公开内容中，TOD装置是再生热氧化（RTO）装置。
在除去和/或破坏氧化反应尾气中的一氧化碳和VOC污染物后，许多场所要求从处理过的尾气中显著除去溴。通常通过从TOD中水洗该处理过的尾气，例如使用氢氧化钠和亚硫酸氢钠的水溶液液体洗涤尾气以产生溴化钠盐来实现这种溴减少。随时间经过，各种盐的浓度累积在洗涤水中，必须与补充的较纯净水一起提供流出物排污。所述尾气涤气器补充水优选是过滤水。所述涤气器补充水更优选是软化水、去离子水和/或蒸汽冷凝物。
本发明人已经发现，基本包含水的所述涤气器液体排污流出物有利地用作实用水，例如冷却塔补充水。相应地，优选使用至少大约0.01，或0.05千克尾气涤气器液体排出水/千克进料至相应氧化反应介质的pX作为实用水，而非将所述洗涤水排放到废水处理单元和/或直接排放到周围环境。在本发明的另一实施方案中，由包含氧化反应介质的生产设施获得的任何排出水可以以.01至.05千克排出水/千克进料至相应氧化反应介质的pX的比率用作实用水，而非将该实用水排放到废水处理单元和/或直接排放到周围环境。
在任选和更优选的实施方案中，本发明包括合并氧化反应尾气，包括一次和二次氧化反应器源二者，以经共享的联合溶剂回收和/或脱水装置、涡轮膨胀机装置、冷凝器装置、分液装置、TOD和/或溴洗涤器处理。
在能量回收方面不合意地，二次反应介质的运行压力和温度常常明显不同于，有时明显高于，一次反应介质和/或彼此不同。较高压力反应尾气经减压阀简单膨胀成较低压力尾气通常耗散显著的熵，造成随后产生轴功的能力的损失。但是，本发明有用地保持涡轮膨胀机入口处的合并尾气中的焓，且合并的尾气流有用地在TOD前共混CO和VOC燃料值。
优选在共享的公用溶剂回收和/或脱水装置、涡轮膨胀机装置、冷凝器装置、分液装置、TOD和/或溴洗涤器中处理来自至少两个分立的反应介质的尾气。至少一部分所述分立的反应介质优选水平地彼此相距小于大约1,000，或500，或300，或150米。“综合工艺”是指使用选自涡轮膨胀机装置、冷凝器装置、分液装置、TOD和/或溴洗涤器的至少一件公用设备合并和处理来自两个不同工艺/设施的进料或产物流。
当形成尾气混合物时，源自二次氧化反应介质的混合物中的所有尾气的量优选远少于源自一次氧化反应介质的混合物中的所有尾气的量。在一次和二次尾气的混合物中，来自二次氧化反应介质的尾气优选占总尾气质量的小于大约20，或10，或5，或2重量%，和总尾气的双氮质量的小于大约20，或10，或5，或2重量%。在一次和二次尾气的混合物中，来自二次氧化反应介质的尾气优选占总尾气质量的至少大约 0.1，或0.2，或0.4，或0.8重量%，和总尾气的双氮质量的小于大约0.1，或0.2，或0.4，或0.8重量%。
优选将来自至少一个二次氧化反应介质的反应尾气的至少大约40，或60，或80，或90重量%与来自一次氧化反应介质的反应尾气的至少大约40，或60，或80，或90重量%合并以便在共享的公用溶剂回收和/或脱水装置、涡轮膨胀机装置、冷凝器装置、分液装置、TOD和/或溴洗涤器中处理。来自所述二次介质的至少一部分尾气优选在至少大约160，或175，或190，或200℃的温度下形成。来自所述二次介质的至少一部分尾气优选在小于大约 250，或240，或230，或220℃的温度下形成。来自所述二次介质的至少一部分尾气优选在至少大约7，或10，或13，或16bara的压力下形成。来自所述二次介质的至少一部分尾气优选在小于大约40，或34，或28，或24bara的压力下形成。
来自至少两个分立的二次氧化反应介质的至少一部分反应尾气优选相互合并和与来自一次氧化反应介质的至少一部分反应尾气合并以便在共享的公用溶剂回收和/或脱水装置、涡轮膨胀机装置、冷凝器装置、分液装置、TOD和/或溴洗涤器中处理。来自至少一个二次介质的至少一部分尾气优选在比来自所述一次氧化反应介质的一部分所述尾气高小于大约20，或15，或10，或5℃的温度下形成。来自一个二次介质的至少一部分尾气优选在比来自所述一次氧化反应介质的一部分所述尾气和/或来自分立的二次氧化反应介质的一部分所述尾气高至少大约10，或15，或25，或35℃的温度下形成。来自一个二次介质的至少一部分所述尾气优选在与来自分立的二次氧化反应介质的一部分所述尾气相差小于大约20，或15，或10，或5℃的温度下形成。至少一个所述反应尾气优选来自与一部分所述一次反应介质水平相距小于大约60，或20，或8，或2米的二次氧化反应介质。至少一个所述反应尾气优选来自与一部分所述一次反应介质水平相距至少大约4，或8，或16，或32米的二次氧化反应介质。
优选在共享的公用涡轮膨胀机装置、冷凝器装置、分液装置、TOD和/或溴洗涤器中处理与来自一次氧化反应介质的反应尾气中的双氮的至少大约40，或60，或80，或90重量%结合的来自至少一个二次氧化反应介质的反应尾气中的双氮的至少大约40，或60，或80，或90重量%。
本文中的本发明优选用于生产粗制TPA的方法，其中总单羧酸杂质占至少大约1,000，或2,000，或4,000，或6,000 ppmw；生产纯化TPA的方法，其中总单羧酸杂质占小于大约1,000，或500，或300，或200 ppmw；和以任何相对比率同时生产粗制和纯化TPA的方法。单羧酸杂质显著包含苯甲酸、对甲苯甲酸和4-羧基苯甲醛。
本文中的本发明更优选用于生产b*颜色小于大约4.0，或3.5，或3.0，或2.5 b*单位的纯化TPA。本文所用的b*值是在光谱仪器，如Hunter Ultrascan XE仪器（Hunter Associates Laboratory, Inc., 11491 Sunset Hills Road, Reston, VA 20190-5280, www.hunterlab.com）上使用反射比模式测得的一个颜色属性。正读数表示黄度（或蓝色的吸收度），而负读数表示蓝度（或黄色的吸收度）。
本文中的本发明适于在本公开的所有方面中通过用间位-物类代替对位-物类，例如用mX代替 pX、用IPA代替TPA、用间-甲苯甲酸代替对甲苯甲酸和用3-羧基苯甲醛代替4-羧基苯甲醛来将间二甲苯（mX）转化成间苯二甲酸（IPA）的方法。这一扩展适于单独制造IPA的方法。该扩展也适于制造TPA和IPA二者的部分和/或完全联合的方法。
涉及合并来自不同反应介质的反应尾气以便在至少一个溶剂回收和/或脱水装置、涡轮膨胀机、冷凝器、分液装置、TOD和/或溴洗涤器中处理的本发明的方面在至少一个反应介质中的大多数芳族物类被对位取代且至少一个其它反应介质中的大多数芳族物类被间位取代时也在所有方面适用。涉及回收的溶剂的本发明的所有方面在从来自一个二甲苯氧化的反应尾气中回收的至少一部分溶剂随后在72，或48，或24，或12小时内用在氧化其它二甲苯的反应介质中时也适用。涉及滤液溶剂的本发明的所有方面在通过与固体产物（其主要是一种芳族二羧酸）分离形成的至少一部分滤液溶剂随后在72、48、24、12小时内用在氧化其它二甲苯的反应介质中时也适用。（尽管可能且通常优选使来自一个滤液的Co/Mn/Br，甚至重芳族杂质保持与其它分离，但不优选使水、乙酸和苯甲酸组分保持分离）。
优选在共享至少一个导管、含压力容器和/或旋转设备件的溶剂提纯和/或催化剂回收工艺中处理来自大多数芳族物类被对位取代的工艺的至少一部分滤液溶剂（对位-滤液）和来自大多数芳族物类被间位取代的工艺的一部分滤液溶剂（间位-滤液）。美国专利No. 4,939,297、US 7,351,396和美国专利申请公开No. 2005-0038288（其整个公开内容经此引用并入本文）中的公开内容中包括合适的滤液提纯单元。更优选至少一部分对位-滤液和间位-滤液同时共同进料，而非相继运行。优选来自所述工艺的至少一部分纯化滤液和/或至少一部分回收的催化剂随后用于形成至少一部分氧化反应介质和随后用于形成一部分对位-滤液或间位-滤液，更优选形成一部分两种滤液。优选通过所述滤液溶剂提纯和/或催化剂回收工艺从对位-滤液中除去的至少大约10，或40，或80，或98重量%的芳族杂质与通过所述工艺从间位-滤液中除去的至少大约10，或40，或80，或98重量%的芳族杂质物理合并。
涉及以压缩空气作为氧化剂供应的本发明的所有方面在来自压缩装置的一部分压缩空气被划分为向其中大多数芳族物类被对位取代的至少一个氧化反应介质和其中大多数芳族物类被间位取代的至少一个其它氧化反应介质供应氧化剂时适用。
涉及氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物的本发明的所有方面在至少一部分氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物被划分为以使一部分用于其中大多数芳族物类被对位取代的至少一个工艺步骤中且另一部分用于其中大多数芳族物类被间位取代的至少另一工艺步骤中时适用。
在一个实施方案中，优选较小的IPA制造工艺与较大的TPA制造工艺共处。当来自至少一个主要间位取代的反应介质的尾气与来自至少一个主要对位取代的反应介质的尾气合并时，来自主要间位取代的介质的尾气优选占总尾气质量的小于大约50，或40，或30，或20重量%和总尾气中的双氮质量的小于大约50，或40，或30，或20重量%。
当来自至少一个主要间位取代的反应介质的尾气与来自至少一个主要对位取代的反应介质的尾气合并时，来自主要间位取代的介质的尾气优选占总尾气质量的至少大约0.5，或1.0，或1.5，或2.0重量%和总尾气中的双氮质量的小于大约0.5，或1.0，或1.5，或2.0重量%。
当环境空气压缩装置向至少一个主要间位取代的反应介质和向至少一个主要对位取代的反应介质供应氧化剂时，优选主要间位取代的反应介质接收来自所述空气压缩装置的氧化剂总质量流量的小于大约50，或40，或30，或20重量%。当环境空气压缩装置向至少一个主要间位取代的反应介质和向至少一个主要对位取代的反应介质供应氧化剂时，优选主要间位取代的反应介质接收来自所述空气压缩装置的氧化剂总质量流量的至少大约0.5，或1.0，或1.5，或2.0重量%。
更优选所述IPA和TPA制造工艺与至少一个共处的PET制造工艺共处。在所述共处的工艺中产生的IPA优选占进料至共处的PET制造工艺的所有二羧酸的至少大约0.5，或1.0，或1.5，或2.0重量%。还优选在所述共处工艺中产生的IPA占进料至共处的PET制造工艺的所有二羧酸的小于大约16，或12，或8，或4重量%。
在IPA和TPA共处或不共处的另一实施方案中，更优选由包含主要间位取代物类的一次反应介质进料的至少一部分IPA在所述IPA尚未通过溶解、选择性加氢处理和再沉淀除去3-CBA和/或有色物类来提纯的情况下进料至PET反应介质。
在一个实施方案中，进料至PET反应介质的所述IPA优选是直接来自一次氧化反应介质的主要间位取代的粗制IPA，或在平均反应温度比所述一次反应介质热小于大约24、16、12、8度的二次反应介质中形成的后氧化IPA。所述粗制IPA和/或后氧化IAP优选包含至少大约20，或80，或160，或320 ppmw的3-CBA；小于大约3,000，或2,400，或1,800，或1,200 ppmw的3-CBA；至少大约2，或4，或8，或16 ppmw的2,6-DCF；和小于大约160，或120，或80，或60 ppmw的2,6-DCF。
在另一实施方案中，进料至PET的所述IPA是在平均反应温度比所述一次反应介质更热至少大约16，或24，或30，或36℃并比所述一次反应介质更热小于大约80，或70，或60，或50℃的二次反应介质中形成的消化IPA。所述消化IPA优选包含至少大约10，或40，或60，或80 ppmw的3-CBA；小于大约1,000，或800，或500，或300 ppmw的3-CBA；至少大约2，或4，或6，或8 ppmw的2,6-DCF；和小于大约120，或80，或60，或40 ppmw的2,6-DCF。
本发明的另一方面涉及在用于氧化剂供应的环境空气的压缩过程中，冷凝和除去而非保持蒸气形式的环境水的改进的布置。用于供应加压环境空气的压缩装置通常包括使用至少一个中间冷却器的多级压缩系统以除去压缩热，从而使该方法更热力学和机械有效。此类系统通常在级间冷却器中产生冷凝水，这种水通常在后继压缩阶段的入口之前与空气分离。由于此类氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物可能被润滑剂和/或密封流体污染，照惯例将所述冷凝物送往废水处理设施，可能仅撇油器，尽管有时包含生物或其它处理技术。
本发明人已经发现用于氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物的下列改进的用途，同时降低废水处理成本和降低购买和/或提纯实用水的成本。优选将至少一部分氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物进料至TPA工艺和/或相邻PET工艺中，更优选在至少一个下列工艺步骤中。TPA溶剂回收和/或脱水装置，尤其作为如本文中定义的回流。TPA滤液溶剂提纯系统，尤其依据本文所含的参考文献作为回收或TPA催化剂组分（更优选包含乙酸异丙酯）用的共沸分离助剂。通过粗制TPA的选择性催化氢化提纯TPA的方法。在来自TPA或PET工艺或储存容器的环境排出物上的涤气器。
优选将至少一部分氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物进料至至少一个实用水系统，更优选包含下列系统，最优选用于TPA工艺和/或相邻PET工艺。冷却水系统，更优选冷却塔水系统，其中通过与空气直接接触来冷却水。过滤水系统。去离子和/或软化水系统。消防水系统。
氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物的量既瞬时又平均地随环境湿度、冷却介质温度、pX进料速率和反应尾气中的过量双氧而变。相应地，优选的公开的用途优选包含至少大约0.01，或0.02，或0.04，或0.08千克氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物/千克进料至相应氧化反应介质的pX。
通常，优选与水蒸气经各种工艺步骤的引入大致连续平衡地排出水蒸气；但不可避免地存在产生临时过量液态废水的生产扰动和维护活动。例如，通常在工艺停机过程中打开工艺容器以便检查或修理之前，充分水洗或汽蒸以除去基本所有溶剂、底物和产物；对大修活动而言，此类干扰水的量可大。优选向至少一个储器提供液态废水，随后将这种液态废水送回至少一个工艺步骤并随后根据本文中的其它公开内容以水蒸气形式排出。此类液态废水储器优选提供有效分离以控制VOC释放到周围环境中。此类储器的体积优选为至少大约50，或100，或200，或400立方米。此类储器的体积优选小于大约12,000，或9,000，或6,000，或3,000立方米。
通过结合涉及将水以蒸气形式排放到周围环境中（更优选在TOD中处理后）以及在所公开的应用中使用氧化剂-供应-中间冷却器-冷凝物和/或溴洗涤器水作为工艺和/或实用水的各种方面，优选产生小于大约400，或350，或300，或250，或200，或100，或50，或20克液态废水流出物/千克形成的固体TPA产物。优选长期基本连续地保持这种性能。优选在连续24小时期间的至少大约60，或80，或90，或95%的时间产生这样低水平的液态废水流出物。优选产生在至少大约4，或16，或64，或254天期间平均而得的这样低水平的液态废水流出物。PET合成设施也由将至少一部分TPA转化成PET的反应产生水，这种水常常被各种VOC化合物，例如乙二醇、乙醛和各种二氧戊环污染。优选在共享的公用设施中与来自相邻TPA设施的TPA形成水一起处理至少一部分污染的PET形成水。来自PET形成的所述污染的水优选以蒸气形式离开所述PET设施以供处理，或利用来自所述相邻TPA设施的至少一部分热能将其转化成蒸气形式。
在本发明的另一实施方案中，以蒸气形式离开所述生产设施到周围外部环境中的作为副产物生成或添加到氧化中的水量为至少0.3，或0.4，或0.49千克/千克芳族化合物。本文所用的生产设施能够包括废水处理。
更优选来自相邻PET合成设施中的反应的至少一部分汽化的PET形成水在共享的公用TOD，更优选RTO中，根据本文中涉及来自氧化反应介质的反应尾气的处理的任何和/或所有公开内容与至少一部分汽化的TPA形成水一起处理。优选设置形成TPA的至少一部分氧化反应介质以使与所述PET合成设施的最低水平距离小于大约1800，或900，或300，或100米。优选将至少一部分TPA在由对二甲苯形成后的小于大约72，或24，或12，或4小时内进料至所述相邻PET合成设施的反应介质中。优选在共享的公用TOD，更优选RTO中与来自至少一个一次氧化反应介质的反应尾气的至少大约40，或60，或70，或80重量%一起处理来自所述相邻PET合成设施的尾气的至少大约40，或60，或70，或80重量%。优选在共享的公用TOD，更优选RTO中与所述相邻PET生产设施中的形成PET的水的至少大约40，或60，或70，或80重量%一起处理来自TPA生产设施的TPA形成水的至少大约40，或60，或70，或80重量%。
与来自所述TPA生产设施的工艺废水流出物的正常流量结合的来自所述相邻PET生产设施的工艺废水流出物的正常流量优选小于大约400，或200，或100，或50克液态废水流出物/千克形成的PET。如果在所述TPA生产设施中产生的TPA量与在所述相邻PET生产设施中消耗的TPA量相差大于10重量%，则将来自所述TPA设施的液态废水流出物按照所述PET设施中的使用比率, 将该值与来自所述PET设施的液态废水流出物相加，并除以产生的PET量而按比例分配。

Claims (19)

1.用于同时产生至少两种不同二羧酸的综合方法，所述方法包括：
（a）在第一氧化反应器中氧化第一芳族化合物，由此产生第一二羧酸产物和第一蒸气；
（b）在第二氧化反应器中氧化第二芳族化合物，由此产生第二二羧酸产物和第二蒸气，其中来自所述第一氧化反应器的所述第一二羧酸产物的生产率为来自所述第二氧化反应器的所述第二二羧酸的生产率的至少5倍大；和
（c）将至少一部分所述第一蒸气和至少一部分所述第二蒸气引入公用溶剂回收系统。
2.根据权利要求1的方法，其中所述第一芳族酸是对苯二甲酸。
3.根据权利要求1的方法，其中所述第二芳族酸是间苯二甲酸。
4.根据权利要求1的方法，其中来自所述第一氧化反应器的所述第一二羧酸产物的生产率为来自所述第二氧化反应器的所述第二二羧酸的生产率的至少10倍。
5.根据权利要求1的方法，其中所述溶剂回收系统产生尾气物流和回收的溶剂物流，其中所述方法进一步包括使至少一部分所述尾气物流经过涡轮膨胀机通行。
6.根据权利要求5的方法，进一步包括直接或间接地使第一部分的所述回收的溶剂物流再循环回第一氧化反应器和使第二部分的所述回收的溶剂物流再循环回所述第二氧化反应器。
7.根据权利要求6的方法，进一步包括在公用空气压缩机中压缩空气，由此提供压缩空气，进一步包括将第一部分的所述压缩空气进料至所述第一氧化反应器，进一步包括将第二部分的所述压缩空气进料至所述第二氧化反应器。
8.根据权利要求1的方法，其中所述方法在TPA/IPA生产设施中进行，其中在所述TPA/IPA生产设施的稳态运行过程中，液态废水以小于大约400克液态废水流出物/千克形成的固体TPA产物的速率离开所述TPA/IPA设施到液态废水处理设施。
9.根据权利要求1的方法，其中所述方法在TPA/IPA生产设施中进行，其中在所述TPA/IPA生产设施的稳态运行过程中，液态废水以小于大约200克液态废水流出物/千克形成的固体TPA产物的速率离开所述TPA/IPA设施到液态废水处理设施。
10.根据权利要求1的方法，其中所述方法在TPA/IPA生产设施中进行，其中在所述TPA/IPA生产设施的稳态运行过程中，液态废水以小于大约300克液态废水流出物/千克形成的固体TPA产物的速率离开所述TPA/IPA设施到液态废水处理设施。
11.根据权利要求1的方法，进一步包括通过在消化反应器中进一步氧化来使至少一部分所述第一芳族酸经历提纯，进一步包括将来自所述消化反应器的消化器尾气送往所述溶剂回收系统。
12.根据权利要求1的方法，其中步骤（a）的所述氧化在至少2bara的压力下进行。
13.根据权利要求1的方法，其中步骤（a）的所述氧化在至少120oC且小于200oC的温度进行。
14.制造聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的方法，所述方法包括：
（a）将对苯二甲酸（TPA）和粗制间苯二甲酸（IPA）进料至PET生产设施；
（b）在所述PET生产设施中酯化所述TPA和所述粗制IPA，由此产生酯化产物；和
（c）在所述PET生产设施中缩聚至少一部分所述酯化产物，由此产生PET。
15.根据权利要求14的方法，其中粗制IPA具有至少1,000 ppmw的3-CBA含量。
16.根据权利要求15的方法，其中以蒸气形式离开所述TPA生产设施和PET生产设施到周围外部环境的总水量为至少0.3千克/千克在所述TPA生产中进料至所述氧化器的芳族化合物。
17.制造聚酯的方法，所述方法包括
（a）在TPA生产设施中制造对苯二甲酸（TPA）；
（b）在IPA生产设施中制造间苯二甲酸（IPA），其中所述TPA和IPA生产设施是综合工艺；和
（c）在聚酯生产设施中由至少一部分所述TPA和IPA制造所述聚酯，其中所述TPA、IPA和聚酯生产设施位于彼此的10英里内。
18.根据权利要求15的方法，其中粗制IPA具有至少1,000 ppmw的3-CBA含量。
19.根据权利要求18的方法，其中以蒸气形式离开所述TPA生产设施和PET生产设施到周围外部环境的总水量为至少0.3千克/千克在所述TPA生产中进料至所述氧化器的芳族化合物。
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