CN103373917A

CN103373917A - 生产pta（对苯二甲酸）的方法和设备

Info

Publication number: CN103373917A
Application number: CN2013101332264A
Authority: CN
Inventors: R.博特; T.兰格洛; M.席斯尔
Original assignee: Bokela Ingenieurgesellschaft fuer Mechanische Verfahrenstechnik mbH
Current assignee: Bokela Ingenieurgesellschaft fuer Mechanische Verfahrenstechnik mbH
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-10-30
Also published as: DE102012007675A1

Abstract

本发明涉及生产对苯二甲酸（TA）的方法和设备。把不纯的TA溶于溶解液体中和在至少一个结晶阶段沉淀PTA结晶。通过固-液分离将PTA结晶与溶解液体分离，其中PTA结晶呈现为固体饼。接着，为了降低至少一种污染物的污染，用洗涤液对该固体饼进行洗涤，其中所述洗涤液吸收污染物并作为洗滤液排出。在固-液分离之前和/或之后测量污染物的污染程度，以及，根据所确定的污染物的测量值，将洗滤液返回到用于溶解不纯PTA的溶解液体中。

Description

生产PTA(对苯二甲酸)的方法和设备

技术领域

本发明一方面涉及一种根据权利要求1前序部分所述的生产TA的方法，其中把不纯的TA溶于母液中，在至少一个结晶阶段沉淀PTA结晶，通过固-液分离将PTA结晶与溶解液体分离，其中PTA结晶呈现为固体饼，以及接着，为了降低至少一种污染物的污染，用洗涤液对该固体饼进行洗涤，其中该洗涤液吸收污染物并作为洗滤液排出。

本发明另一方面涉及一种根据权利要求10前序部分所述的生产TA的设备。

背景技术

对苯二甲酸(terephtalic acid)（也称TA）在其精制状态下通常被称为PTA（精对苯二甲酸），是聚合物加工工业中重要的基础产品。PTA通常通过催化氧化对二甲苯获得。这涉及具有几个中间体的反应序列。在结晶和从氧化过程除去聚合产物之后，对聚合产物进行提纯步骤。在该步骤中，还不纯的产物（其也被称为CTA（粗对苯二甲酸）首先被溶于合适的溶解液体中。通常，此液体为水。尤其是，该CTA包含不希望的和部分有害的、有毒中间体对甲苯甲酸（p-tol）和4-羧基苯甲醛（4-CBA）。

众所周知的是，在结晶阶段沉淀TA和通过固-液分离将TA结晶与母液分离。过滤的溶解液体在溶解相中包含大量污染物。为了进一步地降低PTA中的污染物含量，在有或者没有逆流操作的情况下用水作为洗涤液对结晶进行洗涤。

该已知的生产工艺需要大量的水，这从环境方面证明是不利的且涉及相应地高成本。

发明内容

本发明基于提供一种可以以特别有效的和环境友好的方式生产TA的方法和设备的目的。

根据本发明，该目的，一方面，通过具有权利要求1的特征的方法达到。优选方案陈述于从属权利要求中。

根据本发明的方法，其特征在于在固-液分离之前和/或之后检测污染物的污染程度，以及，根据所确定的污染物的测量值，将一定量的洗滤液返回到用于溶解不纯TA（CTA）的溶解液体中。

因此发明的第一个基本构思在于最后水洗步骤用过的洗涤液不或者至少不完全作为废水导出这一事实。相反，该用过的洗涤液被返回以便形成溶解液体，不纯的产物（所谓的CTA）被溶解于其中。

发明的另一个基本构思在于不能随意地实施该洗涤液的返回这一事实。否则，最终产物中的污染物含量将以不能允许的方式上升。根据本发明，在生产过程的一个或者几个点测量至少一种具体污染物的含量，以及，根据所确定的测量值，将洗滤液完全、部分或一点也不返回，以便形成溶解液体。

这样，实现节约资源、节水的生产过程，其中，尽管如此还是获得了高纯度的最终产物对苯二甲酸。

具体实施方式

根据本发明的一个实施方案，优选作为污染物测量p-tol（对甲苯甲酸）和/或4-CBA（4-羧基苯甲醛）和/或成比例的示踪剂组分的含量。为了确定污染物，可以添加示踪剂组分。这些污染物是氧化过程的中间体，然而在最终产品中却不希望有它们。原则上，还可以测量此外的或其它类型的污染物并在该过程中用作对照或调节变量。

根据本发明，一个优选的方法变体在于在固-液分离的入口流中测量以固相存在的p-tol含量。原则上，可以在入口和/或出口流中测量污染物含量。然而，在入口流中进行的测量使得能够特别好地确认通过洗滤液的返回污染物含量是否以及（若可以）怎样变化。

根据本发明，优选测量以连续方式或在离散的时间点进行。连续测量中可以获得特别高的精度。然而，对于大部分应用领域，随机的测量（例如以预定间隔进行的）就足够了。

除了在固-液分离的入口流中测量污染物含量之外，根据本发明的另一实施方案，有利的是设置洗涤后的固体饼中的p-tol含量小于或等于150ppm（当前示例性的值）。从而，还测定了最终产物即洗涤后的固体饼中的污染物含量。如果，在这一点上，被发现存在不希望的升高或者超过限制值，则该值还可用于控制洗滤液的返回。

在另一方法变体中，有利的是根据所确定的测量值，将洗滤液部分作为第一洗滤液返回到溶解液体以及部分作为第二洗滤液导出。在这一点上，规定必须在预定的时段之内向该过程中引入预定量的溶解液体。如果由返回的洗滤液没有达到该溶解液体的量，则用新鲜液体，优选水，补充其余的剩余液体。例如在固-液分离的入口流中测到污染物增加或含量高的情况下，相应地较少或者没有洗滤液被从洗涤返回以形成溶解液体。结果，污染物含量将相应地降低，由此当存在低含量的污染物时，则相应地更多的洗滤液可被返回以形成溶解液体。

原则上，根据本发明的方法可以用于不同类型的对苯二甲酸的生产中。根据本发明，特别有用和有效的是通过对二甲苯的催化氧化获得TA，。然后所得CTA，即不纯的对苯二甲酸，可以在随后的方法步骤中溶于溶解液体中。根据本发明，新鲜水或者第一洗滤液可以以按照本发明规定的方式用于此。

精制过程在p-tol大部分溶于水中以及可以在洗涤期间洗出或者分离的条件（压力和温度）下进行。然而，如果在TA结晶过程中p-tol作为固体物质沉淀，则通常不可能或者很难在固-液分离中再把它置于溶液中。在这种情形下，如果发生太多具有过高污染物含量的第一洗涤水的返回，和如果在精制过程期间，返回的或者新生成的污染物引起该工艺中p-tol沉淀增加或p-tol并入PTA结晶中，那么它既不能在重新过滤期间随着母滤液排出也不能在洗涤期间除去，以至于它作为固体物质污染物保留在产物中。滤饼中另一个污染源来自洗涤效率的技术和物理限制，其，单独考虑，并不对获得要求的纯度构成危险。因此，如果根据本发明在一部分洗滤液或者没有洗滤液返回下实施该工艺，可以没有问题地达到要求的产品质量。

根据本发明，优选在结晶阶段之前进行加氢，其中4-CBA被氢化成p-tol。4-CBA的含量一般总计超过2800ppm。在纯化工艺中，存在的4-CBA被氢化成可溶的p-tol。PTA在几个结晶阶段中再次沉淀并最后在固-液分离步骤中与母液分离，该母液在溶解相中包含主要部分的污染物。一定比例的污染物存在于该结晶中，然而其是洗涤不能达到内。

在使用过滤装置进行该固-液分离时，根据本发明获得了特别有效的洗涤。优选，该过滤装置为旋转过滤器，更具体地，鼓式或盘式过滤器。此过滤器通过装有待过滤的溶解液体的桶(vat)运行，由于设定的过滤压差PTA结晶作为固体饼积聚在过滤介质上，特别是过滤织物或者滤膜上。通过连续的旋转运动，可以把由此形成的固体饼从液体中移出并传送到洗涤区。

优选，作为固体饼的PTA结晶的洗涤发生在该过滤装置的过滤介质上。在此洗涤部新鲜的洗涤液，特别是水，被引导到该滤饼上。作为在洗涤期间施加的压差的结果，该洗涤液穿过该固体饼流向该过滤介质。在此过程中，洗涤液能吸收污染物并随着洗滤液将它们排向过滤装置的内侧。过后，可以借助于刮刀把形成的并洗涤过的固体饼从过滤介质上除去。

除旋转过滤器之外，也可以适宜地使用带有循环带状的过滤介质的带式过滤器。

关于设备，通过具有权利要求10的特征的设备达到了开始所述的目的。根据本发明的设备，其特征在于在固-液分离装置之前和/或之后提供用于测量污染物的污染程度的测量装置，还在于根据所确定的污染物的测量值，可以通过返回装置将洗滤液返回到在结晶阶段之前的溶解液体中。

使用根据本发明的设备，可以获得前面所述的优点。

作为测量装置可以使用合适的测量探针或传感器。根据所确定的测量值，可以通过中央控制单元控制阀门，通过它控制或者调节用于形成溶解液体的洗滤液的回流量。未返回的洗滤液被作为第二洗滤液从该过程中引走并可进行废水处理。在CTA溶解中用相同量的新鲜水来替代从该工艺中除去的量。此安排使得废水量被最优化，以提高工艺效率和遵守对于产物中的p-tol污染所要求的限定值。新鲜水供应量的控制也可以通过该中央控制单元来实施。

下面进一步通过在附图中以强烈示意的方式显示的优选实施方案描述本发明。在该单个图中显示了根据本发明的方法的布置和次序。

根据本发明的设备10包括溶解部12，CTA供给管线20和新鲜水供给管线22并入其中。通过CTA供给管线20供给CTA，其是通过对二甲苯的催化氧化获得的且其是被4-CBA污染的。为了溶解CTA，通过新鲜水供给管线22把新鲜水引入容器状的溶解部12中。然后把带有所述组分的溶解液体提供给加氢部14。在同样呈容器状的加氢部14中，存在的4-CBA大部分被氢化成可溶的p-tol。接着把如此处理过的液体从加氢部14供给到结晶部16，其中PTA优选地在几个结晶阶段沉淀。因此，PTA结晶存在于该母液（mother liquid or mother liquor）中。

为了固-液分离，然后进行从结晶部16到过滤装置18（特别是旋转过滤器）的转移。根据该固-液分离，过滤的母液通过排出管线26排出，而形成在过滤装置18的过滤介质上的PTA结晶固体饼则通过去除装置28导出。在除去该固体饼以前，通过经由供给管线24供给的洗涤液在该过滤器上洗涤它。通过该洗涤液，大部分污染物p-tol被从固体饼中洗出并作为洗滤液导出。该洗滤液可以作为第一洗滤液30经由回流管34返回到溶解部12，用于形成CTA溶解中的溶解液体。

如果通过测量装置(未显示)在结晶部16和过滤装置18之间确定了过滤装置18的入口流中p-tol含量过高，则把该洗滤液作为第二洗滤液32从该工艺中移走并供给到废水处理36。

Claims

1.生产PTA（对苯二甲酸）的方法，其中

- 把不纯的TA溶于溶解液体中，

- 在至少一个结晶阶段沉淀PTA结晶，

- 通过固-液分离将PTA结晶与溶解液体分离，其中PTA结晶呈现为固体饼，

以及

- 接着，为了降低至少一种污染物的污染，用洗涤液对固体饼进行洗涤，其中洗涤液吸收污染物并作为洗滤液排出，

其特征在于

- 在固-液分离之前和/或之后检测污染物的污染程度，以及

- 根据所确定的污染物测量值，将一定量的洗滤液返回到用于溶解不纯的TA的溶解液体。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于作为污染物直接或者间接测量对甲苯甲酸(p-tol)和/或4-羧基苯甲醛(4-CBA)的含量。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于在固-液分离的入口流中测量以固相存在的p-tol含量。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于测量以连续方式或在离散的时间点进行。

5.根据权利要求2的方法，其特征在于设置洗涤后的固体饼中的p-tol含量小于或等于150ppm。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于根据所确定的测量值，将洗滤液部分作为第一洗滤液返回到溶解液体以及部分作为第二洗滤液导出。

7.根据权利要求1的方法，其特征在于TA是通过催化氧化对二甲苯获得的。

8.根据权利要求2的方法，其特征在于在结晶阶段之前进行加氢，其中4-CBA被氢化成p-tol。

9.根据权利要求1的方法，其特征在于使用过滤装置（18）进行所述固-液分离。

10.用于特别是按照根据权利要求1的方法生产PTA的设备，具有

- 至少一个结晶部（16），在其中不纯的TA可以作为PTA结晶在溶解液体中沉淀出来，

- 用于固-液分离的装置，其中PTA结晶与溶解液体分离并形成固体饼，和

- 洗涤部，用于通过用洗涤液洗涤所述固体饼降低至少一种污染物的污染，其中所述污染物可以被洗涤液吸收并作为洗滤液排出，其特征在于

- 在固-液分离装置之前和/或之后提供用于测量所述污染物的污染程度的测量装置，和

-根据所确定的污染物测量值，可以通过返回装置将洗滤液返回到结晶部（16）之前的溶解液体中。