CN104826384B

CN104826384B - 用于芳族羧酸的过滤机

Info

Publication number: CN104826384B
Application number: CN201510194501.2A
Authority: CN
Inventors: 安东尼·彼得·约翰·林巴赫; 保罗·迪安; 罗伯特·休斯
Original assignee: Invista Technologies SARL Switzerland
Current assignee: Koch Technology Solutions UK Ltd
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2015-04-22
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2035-04-22
Also published as: CN104826384A; TR201615052T1; TWI600461B; CN104860813A; TW201603867A; CN104860813B; WO2015162281A1

Abstract

一种旋转过滤机，其包括：(i)外壳，该外壳包括第一洗涤区，最终洗涤区和一个或多个居间洗涤区，该第一洗涤区包括第一洗涤流体输入区，该最终洗涤区包括最终洗涤流体输入区，该居间洗涤区各自包括洗涤流体输入区；(ii)控制头，该控制头包括第一洗涤流体输出区、最终洗涤流体输出区和一个或多个居间洗涤流体输出区；和(iii)滤鼓，该滤鼓位于该外壳内并且可以绕其轴在该外壳内旋转；和(iv)以相对于滤鼓旋转方向逆流流动的方式将洗涤流体从洗涤输出区转移至在前的洗涤区的洗涤输入区的装置；其特征在于，旋转过滤机配置为使洗涤流体经由滤鼓从洗涤流体输入区(IZ_n)通至同一洗涤区(n)的洗涤流体输出区(OZ_n)，且另外通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区。

Description

用于芳族羧酸的过滤机

技术领域

本发明涉及在芳族羧酸生产中使用的旋转过滤机的设计和操作上的改进。

背景技术

旋转过滤机用于许多需要将固体从液体分离的化学过程中，如用于合成中间体的制造中，所述合成中间体例如适合于聚合材料及由其制成的产品的制造芳族羧酸如对苯二甲酸(TA)或间苯二甲酸(IPA)。旋转过滤机提供了允许在单个设备中进行多个工艺步骤的优点。具体地，旋转过滤机首先将浆料分成滤饼和滤液，之后对滤饼进行后续处理(例如洗涤、干燥)，并随后将其排出。所述后续步骤可以包括，例如，一阶段或多阶段滤饼洗涤、置换洗涤、逆流洗涤、封闭循环洗涤、重浆料化、溶剂交换、汽蒸、萃取、以及机械法或热法滤饼干燥。在液压式配置中，工艺步骤在过滤机内部分开的段室中进行，这允许使滤液和其他流体单独流出。

旋转过滤机，如图1和图2所示，典型地包括可旋转的转鼓，其在转鼓的外表面具有一系列过滤小室。转鼓含有一系列将位于过滤小室底部的过滤布或膜连接至控制头的排液管道，所述控制头收集滤液和任何施用至存在于过滤小室外表面上的滤饼或固体产物的处理流体(例如洗涤流体)。排液管道也可以提供对过滤小室的气体反吹，以在排出步骤期间移走滤饼。转鼓可以在外壳中旋转，所述外壳环绕其圆周分成一系列区，在每个区中可以对滤饼施加一个过滤阶段，即，这些区在圆周上一个接着一个，使得当转鼓旋转时，过滤小室依次遇到每个区和每个处理阶段。在液压式配置中，在转鼓和外壳之间的环形空间在任一端以及各区之间是密封的。控制头负责单独排放每种滤液，并且由旋转芯和固定环构成，所述固定环分成一系列区，对应于外壳的那些区。控制头还负责任何用于排出滤饼和/或清洁滤布的反吹。

在使用中，在第一阶段，通过在压力下将浆料进料至转鼓的外侧，将浆料施用至转鼓。在过滤阶段，将滤液经由排液管道从滤饼移除至控制头，并且可以将其返回制备浆料的制造过程、进行进一步处理或丢弃。当转鼓旋转时，滤饼从初始过滤阶段移动至处理阶段。这些处理阶段可以包括多个洗涤阶段。在多阶段逆流洗涤过程中，将洗涤流体进料，在与转鼓旋转方向的相反方向上通过过滤机；将来自在后的洗涤阶段(如由滤饼“看来”)的洗涤流体导向紧接在前的洗涤阶段。这是通过以下方式完成的：在一个洗涤阶段，使洗涤流体经由在外壳中的洗涤流体输入通过转鼓(经由过滤小室和排液管道)进入与该洗涤阶段相关的控制头中的洗涤流体输出，并随后将该洗涤流体导向在前的洗涤阶段的洗涤流体输入。可以将通至与第一洗涤阶段相关的控制头中的洗涤流体输出的洗涤流体从旋转过滤机中移除。因此在与“第一洗涤阶段”相关的区中的滤饼是最脏的(即，它含有最大浓度的一种或多种杂质)，而且，在与“最终洗涤阶段”相关的区中的滤饼是是最干净的(即，它含有最低浓度的一种或多种杂质)。类似地，供应至最终洗涤阶段的洗涤流体是最干净的，而且流出第一洗涤阶段的洗涤流体是最脏的。在旋转过滤机的作业的最终阶段，例如，通过排液管道反吹气体或液体，和/或通过机械刮削，将滤饼从转鼓移除。

在上述的旋转过滤机的常规布置中，外壳和控制头中的区是“临时对准的”，即，当转鼓旋转时，各过滤小室的入口和出口(经由排液管道)从外壳中的一个输入区切换至下一个输入区，同时，在控制头中从一个输出区切换至下一个输出区。这是通过以下方式完成的：将在外壳中各区之间的分隔元件与在控制头中各区之间的分隔元件对准(尽管取决于排液管道的构造，它们相对于彼此可能有物理上的偏移)。然而，当过滤小室从一个阶段通向另一个阶段时，来自该阶段的洗涤流体(或滤液)被外壳中和控制头中各区之间的分隔元件限制在排液管道内。这导致了，来自第一洗涤阶段的比较脏的受限的洗涤流体转移到向该第一洗涤阶段供应洗涤流体的下一洗涤阶段的控制头中的洗涤流体输出中，即，逆流流动由于受限的洗涤流体而实质上被破坏。在逆流多阶段型洗涤作业中，在各过滤小室和控制头之间的滤液导管的相对容积对工艺性能有显著的影响，并且显著地影响为达到给定的洗涤性能所需的洗涤比(wash ratio)。尤其是，当滤液导管的相对容积增加时，进料至各阶段的实际洗涤比变得越来越大于在仅考虑滤饼中的液体体积情况下的名义洗涤比，并且对于越来越薄的滤饼，此效果剧增，因为滤液导管容积占洗涤比的越来越大的比例(见图10)。

涉及造纸工业的美国专利7,897,014公开了一种假洗涤偏置，其使用用于纤维质浆的洗涤的移位的密封。在此设计中，滤液排出是通过在“布”下的通道到达转鼓端部的端口。在芳族羧酸工艺中，滤液通过将布下的空间连接到控制头的过滤机管道离开。在此参考文件中，没有公开洗涤滤液体积流可以作为移位的密封的结果而被减少的益处。在芳族羧酸工艺中滤液体积流的减少导致了过滤机面积和成本的减少。

如本文所使用的术语“洗涤比”是由通过洗涤阶段的干燥固体的单位质量流量表达的到达洗涤阶段的洗涤液的质量流量。如本文所使用的术语“滤液导管容积”指的是在过滤机介质和控制头之间容纳的液体的体积，通常表达为每个过滤小室或小袋的平均容积。如本文所使用的术语“进水(water ingress)”是由干燥固体的单位质量流量表达的在最终洗涤阶段进料的水，在来自第一洗涤阶段的洗涤出口流体中离开过滤机，或在来自滤饼形成(过滤)阶段的母液中离开过滤机时的质量速率。

本发明的一个目的在于提供旋转过滤机的设计和操作上的改进。本发明的另一个目的在于对旋转过滤机中的逆流多阶段洗涤作业提供改进。本发明的另一个目的在于降低在过滤小室和控制头之间的滤液导管的相对容积对旋转过滤机中洗涤比和洗涤性能的影响，尤其是在旋转过滤机中的逆流多阶段洗涤作业中。本发明的另一个目的在于减少或消除进料至洗涤阶段的较干净的洗涤流体被来自同一阶段的脏的洗涤流体污染。

本发明第一方面和第二方面的发明内容

在第一方面，本发明提供了一种在旋转过滤机中将液体从芳族羧酸材料分离的方法，所述方法包括第一洗涤阶段、最终洗涤阶段、和一个或多个居间洗涤阶段，其中

(i)在所述第一洗涤阶段前，将所述液体和所述固体材料的混合物导入到所述旋转过滤机中的滤鼓的表面上，

(ii)使所述滤鼓围绕它的轴在所述旋转过滤机内旋转，

(iii)所述第一洗涤阶段的洗涤流体经由所述滤鼓从第一洗涤流体输入区通至第一洗涤流体输出区，

(iv)所述最终洗涤阶段的洗涤流体经由所述滤鼓从最终洗涤流体输入区通至最终洗涤流体输出区，

(v)所述一个或多个居间洗涤阶段中的每一个的洗涤流体经由所述滤鼓从该阶段的洗涤流体输入区通至该阶段的洗涤流体输出区，并且

(vi)洗涤流体以相对于所述滤鼓的旋转方向逆流流动的方式，从一个洗涤阶段的洗涤流体输出区通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输入区；

其特征在于，

(vii)洗涤流体经由所述滤鼓从洗涤流体输入区(IZ_n)通至同一洗涤阶段(n)的洗涤流体输出区(OZ_n)，且另外通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输出区(优选通至紧接在前的洗涤阶段(n-1)的洗涤流体输出区(OZ_n-1))。

因此，在本发明的第一方面的方法中，使来自洗涤阶段(n)的洗涤流体输出从洗涤流体输出区(OZ_n)直接通至紧接在前的洗涤阶段(n-1)的洗涤流体输入区(IZ_n-1)，且另外直接通至比紧接在前的洗涤区(n-1)更上游的洗涤阶段的洗涤流体输入区。优选地，使洗涤阶段(n)的洗涤流体输出直接通至紧接在前的洗涤区(n-1)的洗涤流体输入区(IZ_n-1)，且另外直接通至洗涤阶段(n-2)的洗涤流体输入区(IZ_n-2)。

在本发明的第一方面的方法中，优选的是，使来自洗涤阶段(n)的洗涤流体输出的第一(即最脏的)部分通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输出区(优选通至洗涤流体输出区(OZ_n-1))并且不进料至洗涤流体输出区(OZ_n)，并且使来自洗涤阶段(n)的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区(OZ_n)。这样，使来自洗涤阶段(n)的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输出区(优选洗涤流体输出区(OZ_n-1))，在那里使它直接通至比紧接在前的洗涤阶段(n-1)更上游的洗涤阶段的洗涤流体输入区(优选通至洗涤阶段(n-2)的洗涤流体输入区(IZ_n-2))。

根据本发明的第二方面，提供了一种旋转过滤机，所述旋转过滤机包括：

(i)外壳，所述外壳包括第一洗涤区，最终洗涤区和一个或多个居间洗涤区，所述第一洗涤区包括第一洗涤流体输入区，所述最终洗涤区包括最终洗涤流体输入区，所述居间洗涤区各自包括洗涤流体输入区；

(ii)控制头，所述控制头包括第一洗涤流体输出区、最终洗涤流体输出区和一个或多个居间洗涤流体输出区；和

(iii)滤鼓，所述滤鼓位于所述外壳内并且可以绕其轴在所述外壳内旋转；和

(iv)以相对于所述滤鼓旋转方向逆流流动的方式将洗涤流体从洗涤输出区转移至在前的洗涤区的洗涤输入区的装置；

其特征在于，所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由所述滤鼓从洗涤流体输入区(IZ_n)通至同一洗涤区(n)的洗涤流体输出区(OZ_n)，且另外通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区(优选通至紧接在前的洗涤区(n-1)的洗涤流体输出区(OZ_n-1))。

这样，使来自洗涤区(n)的洗涤流体输出从洗涤流体输出区(OZ_n)直接通至紧接在前的洗涤区(n-1)的洗涤流体输入区(IZ_n-1)，且另外直接通至比紧接在前的洗涤区(n-1)更上游的洗涤区的洗涤流体输入区。优选地，使来自洗涤区(n)的洗涤流体输出直接通至紧接在前的洗涤区(n-1)的洗涤流体输入区(IZ_n-1)，且另外直接通至洗涤区(n-2)的洗涤流体输入区(IZ_n-2)。

优选地，使来自洗涤区(n)的洗涤流体输出的第一(即最脏的)部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区(优选通至洗涤流体输出区(OZ_n-1))并且不进料至洗涤流体输出区(OZ_n)，并且使来自洗涤区(n)的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区(OZ_n)。这样，使来自洗涤区(n)的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区(优选洗涤流体输出区(OZ_n-1))，在那里使它直接通至比紧接在前的洗涤区(n-1)更上游的洗涤区的洗涤流体输入区(优选通至洗涤区(n-2)的洗涤流体输入区(IZ_n-2))。所述旋转过滤机适合于过滤芳族羧酸材料。

将来源于一个输入区的洗涤流体导向与较早的输入区相联系的输出区(即一个由滤饼看来更早/更上游的输出区)的这种布置在本文中称为“洗涤偏置”。优选地，洗涤偏置配置为，使得来自洗涤区(n)的洗涤滤液的第一(即最脏的)部分通过以下方式转向移上游的两个或多个区(且优选上游两个区)：不将它进料至洗涤输出区(OZ_n)，而是进料至在前的洗涤区的输出区(优选进料至输出区(OZ_n-1))，在那里使它直接通至比紧接在前的洗涤区(n-1)更上游的洗涤区的洗涤流体输入区(优选通至洗涤区(n-2)的洗涤流体输入区(IZ_n-2))。

本发明的洗涤偏置原理提供了许多优点，导致了更经济的工艺。

(i)洗涤偏置的使用降低了来自一个洗涤阶段的比较脏的流体向进料到同一洗涤阶段的洗涤流体中的输运。取而代之的是，洗涤液体的最脏的部分进料回一个更上游(相对于滤饼而言)的阶段。

(ii)如果应用至除了第一洗涤阶段之外所有其他阶段，它降低了除最终洗涤阶段之外所有阶段的洗涤流量，同时向这些洗涤阶段提供更干净的洗涤流体，从而降低这些洗涤阶段所需的时间(且因此降低过滤机角度)。如关于本发明的第一和第二方面所使用的，术语“过滤机角度”是定义为由对应于滤鼓表面上一个洗涤区的圆弧所限定的角度。

(iii)如果应用至过滤阶段后的第一洗涤阶段，洗涤偏置降低了来自第一洗涤阶段的洗涤流体被来自过滤阶段的滤液污染，并且减少来自第一洗涤阶段的洗涤流体的流量。

(iv)减少了与处理洗涤滤液(即用过的洗涤流体)相关的装置尺寸和成本以及运行成本(如泵送成本)。

(v)洗涤偏置降低了除最终洗涤阶段之外所有洗涤阶段中洗涤流量对滤液排液管道容积、滤饼厚度和其他在过滤小室的滤布和控制头之间(滤液排液管道终止处)滞留的流体的敏感性。

本发明的第一和第二方面的附图简述

图1是常规旋转过滤机的展开图。

图2是图1的常规旋转过滤机的截面，示出了正在进行洗涤阶段的滤饼。

图3和图4是通过使用洗涤偏置实现的洗涤速率(wash rate)上的定性减少的图示。

图5是使用五阶段洗涤循环的旋转过滤机的常规作业的概念图示，示出了在作业的每个阶段中用于洗涤流体的进入和退出点。

图6对应于图5，并且进一步示出了在常规作业期间洗涤流体的逆流流动。

图7和图8分别对应于图5和图6，并且示出了使用本发明的洗涤偏置原理的旋转过滤机的作业的概念图示，并且具体关于本发明的第一和第二方面。

图9是在其五个洗涤阶段中的四个中使用洗涤偏置的旋转过滤机的示意图，示出了对这些阶段中每一个而言的洗涤偏置角。

图10示出了对于各种过滤机小袋填充深度，滤液导管容积对洗涤比的影响。

图3至10图示了洗涤偏置的一般原则和用于进行洗涤偏置的旋转过滤机，但是将理解，图3至10涉及用于本发明第一和第二方面的特征和术语。图3至10中的附图标记仅用于本发明的第一和第二方面。

本发明的第一和第二方面的具体实施方式

本发明提供旋转过滤机，典型地为液压多室旋转压力过滤机。

在下文中描述本发明的第一和第二方面的各种实施方案。将承认的是，在各实施方案中规定的特征可以与其他的规定的特征组合，以提供更多的实施方案。

旋转过滤机

在图1中所示的旋转过滤机1包括滤鼓2，其位于外壳3内并且可以绕其轴在外壳3内旋转。滤鼓2在其外表面上包括过滤小室4，其经由排液管道5与控制头6流体连通。在图2中提供的旋转过滤机1的横截面显示了，外壳3环绕其圆周被分成一系列四个区，包括浆料输入区10、洗涤区20、干燥区30和滤饼排出区40。如所示，在洗涤区20中正在对装载到过滤小室4上的滤饼进行洗涤阶段。

外壳

本发明的旋转过滤机包括外壳，其容纳可在外壳内旋转的滤鼓。外壳典型地具有一系列开口，通过所述开口可以将浆料和处理流体导入旋转过滤机中，并且通过所述外壳可以将滤饼从旋转过滤机中移除。优选地，将各处理剂(包括浆料和处理流体)压力进料至外壳，并且作业压力通常不大于7巴，典型地在约4巴至约5巴之间，跨越滤饼的压力差典型地为约3巴(但最多约5巴)。外壳纵向地分成一系列区(或段室)，其限定了滤鼓旋转通过的处理阶段的数量。

外壳包括第一洗涤流体输入区、最终洗涤流体输入区和一个或多个居间洗涤流体输入区。在一个实施方案中，外壳包括四个洗涤流体输入区。在另一个实施方案中，外壳包括五个洗涤流体输入区。这些洗涤流体输入区中的每一个可以限定一个“洗涤阶段”，即当情况可能时分别为第一洗涤阶段、第二洗涤阶段、第三洗涤阶段、第四洗涤阶段和第五洗涤阶段。第一洗涤流体输入区和第二洗涤流体输入区是相邻的，第二洗涤流体输入区和第三洗涤流体输入区、第三洗涤流体输入区和第四洗涤流体输入区、以及第四洗涤流体输入区和洗涤流体输入区也是相邻的。各洗涤流体输入区通常是彼此不连续的。

按照常规的逆流洗涤工艺，供应至最终洗涤流体区或最终洗涤阶段的洗涤流体是向系统输入的最干净的洗涤流体(即，它含有最低浓度的一种或多种污染物)，并且优选为干净的洗涤流体，适宜地为干净的水(例如，未在任何在先洗涤工艺中使用过的水)。将理解的是，除了逆流洗涤工艺之外，旋转过滤机也可以任选地使用交叉流洗涤工艺，即，旋转过滤机可以构造为，将洗涤流体，优选干净的洗涤流体，经由滤鼓从洗涤流体输入区通至同一洗涤区的洗涤流体输出区，其中，该洗涤流体的至少一部分不通至在前的洗涤区的洗涤流体输入区。

外壳适宜地还包括与第一洗涤流体输入区相邻的浆料输入区。浆料输入区限定了与第一洗涤阶段相邻的浆料输入阶段(或过滤阶段)。第一洗涤流体输入区和浆料输入区通常是彼此不连续的。

适宜地，所导入的浆料(即液体和固体材料的混合物)的过滤在第一洗涤阶段前的浆料输入区中完成。

外壳适宜地还包括滤饼排出区，其设置用于其中将滤饼从旋转过滤机移除的排出阶段。因此将理解，本发明的第一方面的方法适宜地包括在最终洗涤阶段之后的排出阶段。在本发明中，优选的是，在滤饼排出期间，并且在下一次过滤-洗涤循环的浆料输入区中的滤饼形成之前，将滤液导管排空，因为否则水进入可能以相当大的经济成本显著增多。

外壳还可以含有另外的输入区，例如，用于导入处理液体或气体以提供干燥步骤。因此，外壳还可以包括干燥气体输入区，其适宜地与洗涤流体输入区相邻，典型地与最终洗涤流体输入区相邻，即，旋转过滤机可以包括与洗涤区相邻、典型地与最终洗涤区相邻的干燥区。干燥区也可以与滤饼排出区相邻，尽管另外的处理区(例如另外的干燥区)可能设置在干燥区和滤饼排出区之间。适宜地加热(相对于滤饼)干燥气体，以促进干燥。干燥气体可以是氮气或过热的水蒸气。

输入区可以各自独立地包括单一的进入端口。备选地，它们可以包括多个进入端口，所述进入端口可以纵向排布和/或围绕外壳在圆周上排布。

适宜地，输入区被外壳分隔元件彼此隔开，所述外壳分隔元件典型地沿着外壳的内表面的整个长度纵向延伸。外壳分隔元件形成了外壳的内表面和滤鼓的外表面之间的密封，从而将外壳分成多个输入区(有时称为段室)。分隔元件被压向(典型地，被气动地压向)滤鼓，提供了各段室之间的压力密封。分隔元件适宜地由高度化学耐性的塑料材料如聚乙烯、PTFE或聚醚醚酮(PEEK)制成。分隔元件适宜地是可拆卸和可替换的。这样，当情况可能时，第一外壳分隔元件隔开浆料输入区和第一洗涤流体输入区；第二外壳分隔元件隔开第一洗涤流体输入区和第二洗涤流体输入区；第三外壳分隔元件隔开第二洗涤流体输入区和第三洗涤流体输入区；第四外壳分隔元件隔开第三洗涤流体输入区和第四洗涤流体输入区；第五外壳分隔元件隔开第四洗涤流体输入区和第五洗涤流体输入区。在每个输入区中，适宜地在外壳的内表面和滤鼓的外表面之间存在环形空间，从而促进来自一个或多个进入端口的流体到达与该区流体连接的滤鼓的整个表面积上。将理解的是，所述“环形空间”仅在限定输入区的外壳的内表面的圆周的弧形上延伸，并且各区通过本文所述的分隔元件与相邻区隔开。因此，所述环形空间促进了来自给定区的一个或多个进入端口的流体到达在该区中的滤饼的整个表面积上，或者，在浆料输入区的情况下，到达在该区中的滤布的整个表面上。因为与外壳分隔元件接触的滤鼓的表面对这些流体来说不可到达，优选的是，使外壳分隔元件尽可能窄，以使旋转过滤机的“损失角”最小化。

滤鼓

滤鼓适宜地在它的外表面上包括多个过滤小室。这样，滤鼓的外表面可以包括多个在圆周上排布的过滤小室和/或多个在纵向上排布的过滤小室，并且优选包括同时在圆周和纵向上排布的过滤小室，其形成跨越滤鼓表面的至少一部分(并且优选全部)的过滤小室阵列。过滤小室提供从滤鼓表面向外径向延伸的过滤小室壁限定并彼此隔开，并且典型地横跨其表面在圆周上和纵向上排布。在旋转过滤机的典型设计中，过滤小室容纳过滤小室插入件，其结合过滤介质(典型地称为滤布或膜)并将过滤介质固定(典型地栓接)至转鼓。当向滤鼓施用浆料时，滤布允许流体(例如滤液、洗涤流体)通过，但是将滤饼收集在其表面上。如在本领域通常的，根据应用需要，滤布典型地由塑料或金属织物制成。这样，各小时适宜地由四个壁和在小室底部的滤布限定，从而在滤鼓的外表面中形成小袋，流体(例如浆料、洗涤流体)可以流入其中，并且可以将固体材料收集于其中。滤饼厚度典型地在5至200mm、或50至175mm、或120至150mm的范围内，并且可以通过用插入件插入间隔体而变化。

因此，过滤小室提供了在滤鼓的外表面中的流体入口。通过多个连接至流体出口的排液管道收集通过滤布的流体，所述排液管道进而与控制头流体连接。处于给定的纵行中的从多个过滤小室出发的一个或多个排液管道可以并且优选联合，以形成单一的从给定的输入区到流体出口的进料。这样，通过过滤小室、滤布、排液管道和流体出口，设置了从滤鼓的外表面到控制头的流体路径。

滤鼓可以在外壳内旋转。因此，在包括如上所述的输入区的旋转过滤机中，当转鼓在其工作方向上旋转时，其外表面上的一个点或区域(例如过滤小室)依次通过浆料输入区、第一洗涤流体输入区、一个或多个居间洗涤流体输入区(例如，第二、第三和第四洗涤流体输入区)以及最终(例如第五)洗涤流体输入区。因此，过滤小室暴露至浆料输入阶段(或过滤阶段)和多个(适宜地三个且优选四个或五个)连续的洗涤阶段。

控制头

控制头经由过滤小室、排液管道和流体出口与输入区流体连接，并且具有一系列开口，使从滤鼓移出的滤液和处理流体通过，并且所述流体或者重新导入至外壳中，或者通向用于进一步加工和/或丢弃的其他地方。控制头分成一系列区以匹配外壳的那些区。

控制头包括第一洗涤流体输出区和最终洗涤流体输出区，以及一个或多个居间洗涤流体输出区。控制头的第一洗涤流体输出区经由过滤小室、排液管道和流体出口与外壳的第一洗涤流体输入区流体连接。类似地，控制头的最终洗涤流体输出区与外壳的最终洗涤流体输入区流体连接。类似地，所述一个或多个居间洗涤流体输出区中的每一个与相应的所述一个或多个居间洗涤流体输入区流体连接。因此，将理解的是，控制头的第二洗涤流体输出区与外壳的第二洗涤流体输入区流体连接，等等。

旋转过滤机配置为将来自洗涤流体输入区的洗涤流体经由过滤小室、排液管道和流体出口通至在控制头中的该洗涤区(n)的洗涤流体输出区，并随后将该洗涤流体通至紧接在前的洗涤区(n-1)的洗涤流体输入区。因此，旋转过滤机提供了常规的流体的逆流流动，其按顺序通过以下区：最终洗涤流体输入区；最终洗涤流体输出区；居间洗涤区的洗涤流体输入区和相应的居间洗涤区的洗涤流体输出区(这依次适用于所述居间洗涤区中的每一个)；第一洗涤流体输入区；和第一洗涤流体输出区(例如，如在图3中对五次洗涤序列所述的)。根据本发明，旋转过滤机另外配置为提供洗涤流体的洗涤偏置，使得经由给定区(n)的洗涤流体输入区进入外壳的洗涤流体中的一部分通过滤鼓，并在除了紧接在前的区之外的在前的区(优选区(n-2))的洗涤流体输入区处，在不通过区(n-1)的洗涤流体输入区的情况下，重新进入外壳。该原理最简单地参照图4所示的五次洗涤序列说明，其中洗涤流体另外(即，在除了上述常规逆流序列之外)依次通过以下区：最终洗涤流体输入区，第四洗涤流体输出区，第三洗涤流体输入区等，即，在此说明性实例中，在最终洗涤流体输入区中进入旋转过滤机的洗涤流体中的一部分通过滤鼓，并且在不通过第四洗涤流体输入区的情况下，在第三洗涤流体输入区处重新进入旋转过滤机。

因此，将理解的是，将洗涤流体以相对于滤鼓的旋转方向为逆流流动的方式从洗涤输出区转移至在前的洗涤区的洗涤输入区的装置提供了不经由滤鼓行进的在洗涤输出区至在前的洗涤区的洗涤输入区之间的流动路径。在本发明的旋转过滤机中，所述以逆流流动的方式转移洗涤流体的装置对本领域技术人员而言将是显见的，例如常规的导管。

在本发明中，洗涤输出区与在前的洗涤区的洗涤输入区直接流体连接。在此语境中，术语“直接流体连接”和“直接地”表示旋转过滤机配置为在流体不通过滤鼓的情况下将流体从规定的输出区转移到规定的输入区。术语“直接流体连接”包括其中在没有中间加工的情况下从规定的输出区转移到规定的输入区的布置，以及其中在需要时对流体进行中间加工以改变其物理(例如温度、压力)和/或化学性质的布置。例如，以逆流流动的方式转移洗涤流体的装置可以包括至少一个从规定的输出区收集洗涤流体的接收器和至少一个将洗涤流体在增高的压力下返回规定的输入区的泵。典型地，跨过多个洗涤区，总的压降是减少的。然而，如果对洗涤流体使用中间泵，压降可以分成较小的部分，从而使总的压降最小化。备选地，转移洗涤流体的装置提供了在没有中间加工的情况下从规定的输出区向规定的输入区的转移。

控制头配置为使得连续编号的流体输出区是相邻的。这样，在图4中所示的五次洗涤序列中，第一洗涤流体输出区和第二洗涤流体输出区是相邻的，第二洗涤流体输出区和第三洗涤流体输出区、以及第三洗涤流体输出区和第四洗涤流体输出区、以及第四洗涤流体输出区和最终洗涤流体输出区也是相邻的。洗涤流体输出区通常是彼此不连续的。

控制头适宜地还包括滤液输出区。这样，当外壳还包括浆料输入区时，旋转过滤机配置为使流体经由滤鼓从浆料输入区通至滤液输出区。旋转过滤机还可以配置为使洗涤流体经由滤鼓从第一洗涤流体输入区通至滤液输出区。这样，滤液输出区与第一洗涤流体输出区相邻。这些区通常是彼此不连续的。优选地，当旋转过滤机配置为使洗涤流体经由滤鼓从第一洗涤流体输入区通至滤液输出区和第一洗涤流体输出区时，来自第一洗涤区的液体输出的第一(即来自浆料输入区的滤液)部分通至滤液输出区，并且不进料至第一洗涤流体输出区，并且来自第一洗涤区的流体输出的后续部分通至第一洗涤流体输出区。

控制头还可以包括干燥气体输出区。这样，当外壳还包括干燥气体输入区时，旋转过滤机配置为使干燥气体经由滤鼓从干燥气体输入区通至干燥气体输出区。旋转过滤机还可以配置为使干燥气体经由滤鼓从干燥气体输入区通至输出区，适宜地通至洗涤流体输出区，且典型地通至最终洗涤流体输出区。这样，干燥气体输出区典型地与最终洗涤流体输出区相邻。这些区通常是彼此不连续的。优选地，当旋转过滤机配置为使干燥气体经由滤鼓从干燥气体输入区通至洗涤流体输出区和干燥气体输出区时，来自干燥区的流体输出的第一(即来自与洗涤流体输出区同一区的洗涤流体输入区，典型地最终洗涤流体输入区的洗涤流体)部分通至洗涤流体输出区，并且不进料至干燥气体输出区，并且来自干燥区的流体输出的后续部分通至干燥气体输出区。

输出区可以各自独立地包括单个退出端口。备选地，它们可以包括多个退出端口，所述退出端口可以在纵向上和/或围绕控制头在圆周上排布。

类似于外壳中的输入区，控制头中的输出区被控制头分隔元件隔开，所述控制头分隔元件适宜地沿着控制头的长度纵向延伸。这样，第一控制头分隔元件隔开第一洗涤流体输出区和第二洗涤流体输出区；第二控制头分隔元件隔开第二洗涤流体输出区和第三洗涤流体输出区；第三控制头分隔元件隔开第三洗涤流体输出区和第四洗涤流体输出区，第四控制头分隔元件隔开第四洗涤流体输出区和第五洗涤流体输出区等。在合适的情况下，其他的控制头分隔元件可以隔开滤液输出区和第一洗涤流体输出区。

区的对准

如上所述，在旋转过滤机的常规作业中，外壳中的区中的每一个临时地对准控制头中的单一输出区，并且外壳分隔元件临时地对准控制头分隔元件。因此，当过滤小室与洗涤流体输入区(除第一洗涤流体输入区之外)流体连接时，相应的洗涤流体出口与相应的洗涤流体输出区流体连接，该洗涤流体输出区随后与紧接在前的洗涤区(从滤饼看来的)的洗涤流体输入区直接流体连接。在图5中，概念性地图示了运用使用此布置的五阶段洗涤循环的旋转过滤机，同时在图6中概念性图示了在旋转过滤机中的洗涤流体的逆流流动。

在本发明提供的旋转过滤机和分离方法中，洗涤区(n)的洗涤流体输入区临时对准洗涤区(n)的洗涤流体输出区以及洗涤区(n-1)的洗涤流体输出区。因此，当过滤小室与区(n)的洗涤流体输入区流体连接时，相应的一个或多个洗涤流体出口与以下部分连接：(i)区(n)的洗涤流体输出区，其进而与区(n-1)的洗涤流体输入区直接流体连接；(ii)区(n-1)的洗涤流体输出区，其进而与区(n-2)的洗涤流体输入区直接流体连接；或者(i)和(ii)两者(取决于一个或多个流体出口和控制头分隔元件的相对尺寸)。因此，当滤鼓旋转时，当在滤鼓的外表面上的过滤小室一开始变得与洗涤区(n)的洗涤流体输入区流体连接时，与该过滤小室流体连接(经由一个或多个排液管道)的相应的一个或多个流体出口与区(n-1)的洗涤流体输出区流体连接。当滤鼓继续旋转时，在滤鼓的外表面上的过滤小室保持与区(n)的洗涤流体输入区连接，相应的一个或多个流体出口至少部分地由区(n-1)和(n)之间的洗涤流体输出区之间的控制头分隔元件堵塞，并且随后变得与区(n)的洗涤流体输出区流体连接。如果与一个或多个流体出口连接的控制头分隔元件的部分比一个或多个流体出口窄(在滤鼓的旋转方向上，即在圆周方向上)，一个或多个流体出口可以同时与区(n-1)和(n)的两个洗涤流体输出区都流体连接。例如，如果一个或多个流体出口直径为40mm，并且如果在区(n-1)和(n)的洗涤流体输出区之间的、与一个或多个流体出口连接的控制头分隔元件部分的厚度小于40mm，例如15-20mm(在滤鼓的旋转方向上)，则一个或多个流体出口可以同时与区(n-1)和(n)的两个洗涤流体输出区都流体连接，并且由此减小了过滤机的“损失角”。与控制头表面接触(或靠近)的控制头分隔元件截面可以具有“C”或“I”形截面(其中，“C”或“I”的底部和顶部基本上或完全在流体出口所扫过的区域的外部，并且围绕控制头沿圆周定向，并且“C”和“I”的腹部基本上或完全在流体出口所扫过的区域的内部，并且平行对准过滤机的转轴)。此布置将允许窄分隔元件的工艺优点，同时保持较宽元件的机械优点。因此，当转鼓旋转时，一个或多个流体出口从与区(n-1)的洗涤流体输出区流体连接切换至与区(n)的洗涤流体输出区流体连接，同时过滤小室保持与区(n)的洗涤流体输入区的连接。

在图7中，概念性地图示了运用使用此布置的五阶段洗涤循环的旋转过滤机，同时在图8中概念性图示了在旋转过滤机中的洗涤流体的逆流流动。

根据本发明的此布置可以通过将外壳中的一个或多个输入区对控制头中的一个或多个相应的输出区偏置达成。在将仅一个输入区相对于控制头中相应的输出区偏置的情况下，本发明提供了操作上的优点。优选地，将外壳中的多个输入区对控制头中的相应输出区偏置。偏置角(θ_n)限定了输入区(n)和输出区(n)相对于彼此的偏置角度。当偏置角增大时，区(n)的洗涤输入流体的更大部分通至区(n-1)的洗涤输出区。如上文提到的，来自区(n)的洗涤流体输出的第一(且最脏的)部分是通至区(n-1)的洗涤输出区的，而来自区(n)的洗涤流体输出的后续(且相对干净的)部分是通至区(n)的洗涤输出区的。就已根据本发明偏置的每一对输入区和输出区而言，偏置角(θ_n)可以独立地变化。在一个实施方案中，每一对偏置的输入区和输出区的洗涤偏置角是相同的。在另一个实施方案中，至少有一对偏置的输入区和输出区，优选每一对偏置的输入区和输出区，洗涤偏置角不同。在进一步的实施方案中，每一对的洗涤偏置角将考虑到多种因素而不同(例如，对该区的洗涤速率、芳族羧酸的物理性质、洗涤流体的性质)。

参照表示参考上文并类似于图7和图8中所示的五次洗涤序列的图9，可以将洗涤偏置角概念性可视化。外部的一对同心圆表示滤鼓，阴影线区域表示外壳中的限定了浆料输入区、五个洗涤输入区(W1至W5)和滤饼排出区的分隔元件。内部的一对同心圆表示控制头，阴影线区域表示控制头中的限定了滤液输出区和五个洗涤输出区(W1至W5)的分隔元件。在第一洗涤输入区和第一洗涤输出区之间没有偏置，并且外壳和控制头中的分隔元件原理上是对准的。在图9所示的布置中，涉及区W2至W5的每一对输入区和输出区都相对彼此偏置一个偏置角，在图中称为偏置2(θ₂)、偏置3(θ₃)、偏置4(θ₄)和偏置5(θ₅)。用区(n)的洗涤输入区的起点和区(n)的洗涤输出区的起点之间的角度，表示偏置角(θ_n)。

如上所述，在常规旋转过滤机中，当过滤小室从一个区通向另一个区时，来自给定的输入区(n)的洗涤流体输出被控制头分隔元件限制在与该区(n)相关联的排液管道内。此受限的流体因此经由常规逆流洗涤布置“向前”(在滤鼓的旋转方向上)转移至用于向输入区(n)进料的输出区(n+1)，导致在洗涤阶段(n)中从滤饼的一部分移除的杂质又反进料至同一洗涤阶段(n)中的滤饼的另一部分。然而，通过使用洗涤偏置，减少或消除了来自洗涤阶段(n)的比较脏的洗涤流体向进料至同一洗涤阶段(n)的洗涤流体中的这种输送。换言之，取而代之的是，比较脏的洗涤流体的一些或全部进料至输出区，所述输出区是如果洗涤流体没有被控制头分隔元件限制在排液管道中的情况下将会流入其中的输出区。例如，根据本发明的使用在第三洗涤输入区的起点和第三洗涤输出区的起点之间的洗涤偏置角(θ₃)的实施方案，来自第二洗涤流体输入区的洗涤流体通过过滤小室和它的相关的一条或多条排液管道即一个或多个流体出口，进入第二洗涤流体输出区。当滤鼓旋转时，洗涤流体的最终部分被分隔第二和第三输入区的外壳分隔元件限制在一个或多个排液管道中(作为“外壳分隔元件基本上密封过滤小室，因此阻止流体置换受限在一个或多个排液管道中的洗涤流体”的结果)。当滤鼓继续旋转越过该外壳分隔元件使得滤饼进入第三洗涤区时，与一个或多个排液管道流体连通的一个或多个流体出口因为洗涤偏置角布置而保持与第二洗涤流体输出区的流体连通，从而将受限的洗涤流体排出至第二洗涤流体输出区(在来自第三洗涤流体输入区的洗涤流体提供的压力下)。该洗涤流体的输运程度取决于多种因素而减小，如偏置角、排液管道容积、滤鼓旋转速度以及洗涤速率，它们中每一个都可以优化，以消除该流体的这种输运。在一个优选的实施方案中，对于给定的区，可以选择偏置角，使得在从一个输出区向下一个输出区的切换发生时，滤液导管恰好被清空。

如上所述，旋转过滤机可以配置为使洗涤流体经由滤鼓从第一洗涤流体输入区通至第一洗涤流体输出区和滤液输出区。在此实施方案中，第一洗涤流体输入区临时对准第一洗涤流体输出区和滤液输出区两者。在过滤阶段后的第一洗涤阶段中这样运用洗涤偏置可以减少或消除来自第一洗涤阶段的洗涤流体被来自过滤阶段的滤液污染，并且减少来自第一洗涤阶段的洗涤流体的流量。

参照图3和图4，可以理解本发明对洗涤流量的有益效果。这样，在图3的五次洗涤序列的常规逆流流动布置中，向最终洗涤阶段导入固定量(此处30单位)的干净的洗涤流体。假设没有损失，同样量的洗涤流体从最终洗涤阶段输出，并且通至第四洗涤阶段的洗涤流体输入，以此类推，使得同样量(30单位)的洗涤流体从第一洗涤阶段作为脏洗涤流体输出。因此，在没有洗涤偏置的常规逆流布置中，洗涤速率对于所有阶段都是相同的。在根据本发明的布置中，如图4中所示，对除了第一洗涤阶段之外的所有阶段使用洗涤偏置。向最终阶段引入同样量(30单位)的洗涤流体，且从第一洗涤阶段输出同样量(30单位)的脏洗涤流体，但是，减向第一至第四阶段的每个阶段中输入的洗涤流体的量，即对阶段一至四而言的洗涤流量，通过阶段二至五中的洗涤偏置减少至20单位，从而减少了第一至第四洗涤阶段所需的时间和/或过滤机角度。

上文提及的固体材料为芳族羧酸，典型地为芳族二羧酸，如对苯二甲酸或间苯二甲酸。因此，本发明的旋转过滤机和方法适用于芳族羧酸、优选对苯二甲酸的制备和纯化。

本发明可以通过改造可商购的旋转过滤机进行，优选转鼓压力过滤机，例如可得自BHS Sonthofen GmbH(德国)的那些。

本发明第三方面的内容

洗涤偏置原理还通过在下文中描述的本发明的第三方面说明。将理解，对第三方面所用的术语意在与上文所述的第一和第二方面所用的术语有所不同。第三方面涉及纯对苯二甲酸(PTA)生产制备中在氧化装置中的粗对苯二甲酸(CTA)溶剂交换的技术领域。下文具体对于过滤CTA提供PAT来描述第三方面，并且重点在于本发明以低能耗改进CTA溶剂交换效率的方式。如上所述，逆流多级洗涤工艺允许CTA纯化中的溶剂交换，其中干净的洗涤液从洗涤区的最后一级进入溶剂交换机并且，溶剂交换完成后通过滤液管排至控制头对应的腔室内，再排至对应的滤液罐内，滤液罐内的滤液又通过泵进入溶剂交换机上一级洗涤区继续进行溶剂交换，这样与滤饼流动方向相反逐级依次向前洗涤。如上所述，在常规CTA溶剂交换机中采用的转鼓多室压力过滤、洗涤、分离机组中，机组的滤液管道中的残液无法及时排出，会随着设备的旋转进入下一级较为干净的洗涤区，导致下一级洗涤液中溶剂浓度提高，从而使溶剂交换效率降低。本发明致力于此问题，如由在下文中定义的第三方面所进一步说明的。

因此，根据本发明的第三方面，提供了提高CTA溶剂交换效率的方法，其包括以下步骤：

(1)CTA料浆罐内的CTA料浆通过料浆泵增压进入溶剂交换机中，经所述溶剂交换机框架中的进料区进入过滤单元室内进行分离，分别得到母液、偏流母液和悬浮物A；所述母液与所述偏流母液均经所述溶剂交换机控制头中的母液腔室进入母液罐，并通过与所述母液罐相连的母液泵输出；其中所述偏流母液来自滤液管道的残留母液，通过调整所述母液腔室与一次滤液腔室之间的隔离块a的位置，使所述隔离块a比对应所述框架隔离块A超前θ₁角度，使所述的残留母液在转鼓转过θ₁角度的时间内进入对应母液腔室；

(2)所述悬浮物A填满所述过滤单元室后，储存在一次洗涤水罐内的洗涤水通过一次洗涤水泵增压进入所述框架中的一次洗涤单元室，同时所述悬浮物A输送至所述一次洗涤单元室内进行洗涤，分别得到一次滤液、偏流一次滤液和悬浮物B；所述一次滤液与所述偏流一次滤液均经所述控制头中的一次滤液腔室进入一次滤液罐，并通过与所述一次滤液罐相连的一次滤液泵输出；其中所述一次洗涤水罐内的洗涤水来自二次洗涤单元室排出的二次滤液及偏流二次滤液；所述偏流一次滤液来自滤液管道的残留一次滤液，通过调整一次滤液腔室与二次滤液腔室之间的隔离块b的位置，使所述隔离块b比对应所述框架隔离块B超前θ₂角度，使所述残留一次滤液在转鼓转过θ₂角度的时间内进入对应一次滤液腔室；

(3)所述悬浮物B填满所述一次洗涤单元室后，储存在二次洗涤水罐内的洗涤水通过二次洗涤水泵增压进入所述框架中的二次洗涤单元室，同时随着转鼓的旋转该悬浮物B输送至所述二次洗涤单元室内进行洗涤，分别得到二次滤液、偏流二次滤液和悬浮物C；所述二次滤液与所述偏流二次滤液均经所述控制头中的二次滤液腔室进入二次滤液罐，并通过与所述二次滤液罐相连的二次滤液泵输入至所述溶剂交换机中；其中所述二次洗涤水罐内的洗涤水来自三次洗涤单元室排出的三次滤液及偏流三次滤液；所述偏流二次滤液来自滤液管道的残留二次滤液，通过调整二次滤液腔室与三次滤液腔室之间的隔离块c的位置，使隔离块c比对应框架隔离块C超前θ₃角度，使所述残留二次滤液在转鼓转过θ₃角度的时间内进入对应二次滤液腔室；

(4)所述悬浮物C填满所述二次洗涤单元室后，储存在三次洗涤水罐内的洗涤水通过三次洗涤水泵增压进入所述框架中的三次洗涤单元室，同时随着转鼓的旋转该悬浮物C输送至所述三次洗涤单元室内进行洗涤，分别得到三次滤液、偏流三次滤液和悬浮物D；所述三次滤液与所述偏流三次滤液均经所述控制头中的三次滤液腔室进入三次滤液罐，并通过与所述三次滤液罐相连的三次滤液泵输入至所述溶剂交换机中；其中所述三次洗涤水罐内的洗涤水来自四次洗涤单元室排出的四次滤液及偏流四次滤液；所述偏流三次滤液来自滤液管道的残留三次滤液，通过调整三次滤液腔室与四次滤液腔室之间的隔离块d的位置，使隔离块d比对应框架隔离块D超前θ₄角度，使所述残留三次滤液在转鼓转过θ₄角度的时间内进入对应三次滤液腔室；

(5)所述悬浮物D填满所述三次洗涤单元室后，储存在四次洗涤水罐内的洗涤水通过四次洗涤水泵增压进入所述框架中的四次洗涤单元室，同时随着转鼓的旋转该悬浮物D输送至所述四次洗涤单元室内进行洗涤，分别得到四次滤液、偏流四次滤液和悬浮物E；所述四次滤液与所述偏流四次滤液均经所述控制头中的四次滤液腔室进入四次滤液罐，并通过与所述四次滤液罐相连的四次滤液泵输入至所述溶剂交换机中；其中所述四次洗涤水罐内的洗涤水来自五次洗涤单元室排出的五次滤液及偏流五次滤液；所述偏流四次滤液来自滤液管道的残留四次滤液，通过调整四次滤液腔室与五次滤液腔室之间的隔离块e的位置，使隔离块e比对应框架隔离块E超前θ₅角度，使所述残留四次滤液在转鼓转过θ₅角度的时间内进入对应四次滤液腔室；

(6)所述悬浮物E填满所述四次洗涤单元室后，储存在五次洗涤水罐内的洗涤水通过五次洗涤水泵增压进入所述框架中的五次洗涤单元室，同时随着转鼓的旋转该悬浮物E输送至所述五次洗涤单元室内进行洗涤，分别得到五次滤液、偏流五次滤液和滤饼；所述五次滤液经所述控制头中的五次滤液腔室进入五次滤液罐，并通过与所述五次滤液罐相连的五次滤液泵输入至所述溶剂交换机中；所述偏流五次滤液来自滤液管道的残留五次滤液，经所述五次滤液腔室由抽吸机组将其从引流口引流至偏流滤液罐，并通过与所述偏流滤液罐相连的偏流滤液泵输入至所述五次滤液罐中；所述抽吸机组的出口与打浆罐相连；所述五次洗涤水罐内的洗涤水来自加热到90℃的新鲜水；

(7)五次洗涤结束后，随着转鼓的旋转所述滤饼进入所述框架中卸料区II，同时卸料气从所述控制头中的卸料区I进入，对滤饼进行反吹，将所述滤饼卸至所述打浆罐中进行打浆，得到浆料并输出。

本发明的第三方面的步骤(1)中的溶剂交换机包括框架和控制头；所述框架由隔离块A、隔离块B、隔离块C、隔离块D、隔离块E、隔离块F、隔离块G分为进料区、一次洗涤单元室、二次洗涤单元室、三次洗涤单元室、四次洗涤单元室、五次洗涤单元室、卸料区II；所述控制头由隔离块a、隔离块b、隔离块c、隔离块d、隔离块e、隔离块f、隔离块g分为母液腔室、一次滤液腔室、二次滤液腔室、三次滤液腔室、四次滤液腔室、五次滤液腔室、卸料区I；所述隔离块A、隔离块B、隔离块C、隔离块D、隔离块E、隔离块F、隔离块G与所述隔离块a、隔离块b、隔离块c、隔离块d、隔离块e、隔离块f、隔离块g一一对应；所述控制头上设有调节板；所述五次滤液腔室末端设有所述引流口；所述一次洗涤单元室、二次洗涤单元室、三次洗涤单元室、四次洗涤单元室、五次洗涤单元室分别通过滤液管与所述一次滤液腔室、二次滤液腔室、三次滤液腔室、四次滤液腔室、五次滤液腔室一一对应相连。

本发明的第三方面的步骤(6)中的抽吸机组(15)是指离心风机、罗茨风机、真空泵或其它具有抽吸作用的机组中的一种。

本发明的第三方面的方法与现有技术相比具有以下优点：

1.增设抽吸机组、偏流滤液罐、偏流滤液泵，将最后一次洗涤后滤液管中的残留滤液利用压差抽吸至偏流滤液罐中，继续使用，可以防止这部分滤液进入卸料区，随卸料反吹气从下料口排出，污染已经洗涤干净的滤饼，不但提高溶剂交换效率，而且可以减少系统总的洗涤液需要量。

2.控制头由多个隔离块分为母液腔室、多个滤液腔室、卸料区。因此，调整控制头隔离块位置，可以使溶剂交换过程中滤液管中的残留滤液排至对应腔室内，不会进入下一级浓度较低的洗涤液中，从而提高了溶剂交换效率。

3.控制头为可调结构，可以确保在不同工况下，不更换设备即可实现调节不同偏流角度更灵活、更方便的目的。

4.从工艺流程和设备结构两方面来改进溶剂交换技术，从而显著降低工艺水消耗，提高溶剂交换效率，大大降低能耗。

本发明的第三方面的附图简述

图11显示了如本发明的第三方面所述的溶剂交换流程。

图12显示了如本发明的第三方面所述的溶剂交换机。

图13显示了如本发明的第三方面所述的控制头外形图。

图11至13中，用以下附图标记描述部件：1-溶剂交换机 2-母液罐 3-一次滤液罐4-二次滤液罐 5-三次滤液罐 6-四次滤液罐 7-五次滤液罐 8-打浆罐 9-母液泵 10-一次滤液泵 11-二次滤液泵 12-三次滤液泵 13-四次滤液泵 14-五次滤液泵 15-偏流滤液泵16-偏流滤液罐 17-抽吸机组 18-框架 19-进料区 20-母液腔室 21-隔离块A 22-隔离块a23-控制头 24-一次洗涤单元室 25-隔离块B 26-一次滤液腔室 27-二次洗涤单元室 28-隔离块b 29-二次滤液腔室 30-隔离块C 31-隔离块c 32-三次滤液腔室 33-三次洗涤单元室 34-滤液管 35-隔离块D 36-隔离块d 37-四次洗涤单元室 38-四次滤液腔室 39-隔离块e 40-隔离块E 41-五次滤液腔室 42-五次洗涤单元室 43-隔离块f 44-隔离块F 45-卸料区I 46-卸料区II 47-隔离块g 48-隔离块G 49-调节板 50-引流口。

图11至13示出了洗涤偏置的一般原理和用于实施洗涤偏置的转鼓过滤机，但是将理解，图11至13涉及用于本发明的第三方面的特征和术语。图11至13中的附图标记仅用于本发明的第三方面。

本发明的第三方面的具体实施方式

如图11所示，一种提高CTA溶剂交换效率的方法，包括以下步骤：

(1)CTA料浆罐内的CTA料浆通过料浆泵增压进入溶剂交换机1中，经溶剂交换机1框架18中的进料区19进入过滤单元室内进行分离，分别得到母液、偏流母液和悬浮物A。母液与偏流母液均经溶剂交换机1控制头23中的母液腔室20进入母液罐2，并通过与母液罐2相连的母液泵9输出。

其中偏流母液来自滤液管道的残留母液，通过调整母液腔室20与一次滤液腔室26之间的隔离块a22的位置，使隔离块a22比对应框架18隔离块A21超前θ₁角度，使的残留母液在转鼓转过θ₁角度的时间内进入对应母液腔室20。

溶剂交换机1包括框架18和控制头23(参见图12、图13)。框架18由隔离块A21、隔离块B25、隔离块C30、隔离块D35、隔离块E40、隔离块F44、隔离块G48分为进料区19、一次洗涤单元室24、二次洗涤单元室27、三次洗涤单元室33、四次洗涤单元室37、五次洗涤单元室42、卸料区II46；控制头23由隔离块a22、隔离块b28、隔离块c31、隔离块d36、隔离块e39、隔离块f43、隔离块g47分为母液腔室20、一次滤液腔室26、二次滤液腔室29、三次滤液腔室32、四次滤液腔室38、五次滤液腔室41、卸料区I45；隔离块A21、隔离块B25、隔离块C30、隔离块D35、隔离块E40、隔离块F44、隔离块G48与隔离块a22、隔离块b28、隔离块c31、隔离块d36、隔离块e39、隔离块f43、隔离块g47一一对应；控制头23上设有调节板49；五次滤液腔室41末端设有引流口50；一次洗涤单元室24、二次洗涤单元室27、三次洗涤单元室33、四次洗涤单元室37、五次洗涤单元室42分别通过滤液管34与一次滤液腔室26、二次滤液腔室29、三次滤液腔室32、四次滤液腔室38、五次滤液腔室41一一对应相连。

(2)悬浮物A填满过滤单元室后，储存在一次洗涤水罐内的洗涤水通过一次洗涤水泵增压进入框架18中的一次洗涤单元室24，同时悬浮物A输送至一次洗涤单元室24内进行洗涤，分别得到一次滤液、偏流一次滤液和悬浮物B。一次滤液与偏流一次滤液均经控制头23中的一次滤液腔室26进入一次滤液罐3，并通过与一次滤液罐3相连的一次滤液泵10输出。

其中一次洗涤水罐内的洗涤水来自二次洗涤单元室27排出的二次滤液及偏流二次滤液；偏流一次滤液来自滤液管道的残留一次滤液，通过调整一次滤液腔室26与二次滤液腔室29之间的隔离块b28的位置，使隔离块b28比对应框架18隔离块B25超前θ₂角度，使残留一次滤液在转鼓转过θ₂角度的时间内进入对应一次滤液腔室26。

(3)悬浮物B填满一次洗涤单元室24后，储存在二次洗涤水罐内的洗涤水通过二次洗涤水泵增压进入框架18中的二次洗涤单元室27，同时随着转鼓的旋转该悬浮物B输送至二次洗涤单元室27内进行洗涤，分别得到二次滤液、偏流二次滤液和悬浮物C；二次滤液与偏流二次滤液均经所述控制头23中的二次滤液腔室29进入二次滤液罐4，并通过与二次滤液罐4相连的二次滤液泵11输入至溶剂交换机1中。

其中二次洗涤水罐内的洗涤水来自三次洗涤单元室33排出的三次滤液及偏流三次滤液；偏流二次滤液来自滤液管道的残留二次滤液，通过调整二次滤液腔室29与三次滤液腔室32之间的隔离块c31的位置，使隔离块c31比对应框架18隔离块C30超前θ₃角度，使残留二次滤液在转鼓转过θ₃角度的时间内进入对应二次滤液腔室29。

(4)悬浮物C填满二次洗涤单元室27后，储存在三次洗涤水罐内的洗涤水通过三次洗涤水泵增压进入框架18中的三次洗涤单元室33，同时随着转鼓的旋转该悬浮物C输送至三次洗涤单元室33内进行洗涤，分别得到三次滤液、偏流三次滤液和悬浮物D；三次滤液与偏流三次滤液均经控制头23中的三次滤液腔室32进入三次滤液罐5，并通过与三次滤液罐5相连的三次滤液泵12输入至溶剂交换机1中。

其中三次洗涤水罐内的洗涤水来自四次洗涤单元室37排出的四次滤液及偏流四次滤液；偏流三次滤液来自滤液管道的残留三次滤液，通过调整三次滤液腔室32与四次滤液腔室38之间的隔离块d36的位置，使隔离块d36比对应框架18隔离块D35超前θ₄角度，使残留三次滤液在转鼓转过θ₄角度的时间内进入对应三次滤液腔室32。

(5)悬浮物D填满三次洗涤单元室33后，储存在四次洗涤水罐内的洗涤水通过四次洗涤水泵增压进入框架18中的四次洗涤单元室37，同时随着转鼓的旋转该悬浮物D输送至四次洗涤单元室37内进行洗涤，分别得到四次滤液、偏流四次滤液和悬浮物E；四次滤液与偏流四次滤液均经控制头23中的四次滤液腔室38进入四次滤液罐6，并通过与四次滤液罐6相连的四次滤液泵13输入至溶剂交换机1中。

其中四次洗涤水罐内的洗涤水来自五次洗涤单元室42排出的五次滤液及偏流五次滤液；偏流四次滤液来自滤液管道的残留四次滤液，通过调整四次滤液腔室38与五次滤液腔室41之间的隔离块e39的位置，使隔离块e39比对应框架18隔离块E40超前θ₅角度，使残留四次滤液在转鼓转过θ₅角度的时间内进入对应四次滤液腔室38。

(6)悬浮物E填满所述四次洗涤单元室37后，储存在五次洗涤水罐内的洗涤水通过五次洗涤水泵增压进入框架18中的五次洗涤单元室42，同时随着转鼓的旋转该悬浮物E输送至五次洗涤单元室42内进行洗涤，分别得到五次滤液、偏流五次滤液和滤饼；五次滤液经控制头23中的五次滤液腔室41进入五次滤液罐7，并通过与五次滤液罐7相连的五次滤液泵14输入至溶剂交换机1中；偏流五次滤液来自滤液管道的残留五次滤液，经所述五次滤液腔室41由抽吸机组17将其从引流口50引流至偏流滤液罐16，并通过与偏流滤液罐16相连的偏流滤液泵15输入至五次滤液罐7中；抽吸机组17的出口与打浆罐8相连，确保抽吸尾气不外泄；五次洗涤水罐内的洗涤水来自加热到90℃的新鲜水。

其中：步骤6中的抽吸机组17是指离心风机、罗茨风机、真空泵或其它具有抽吸作用的机组中的一种。

(7)五次洗涤结束后，随着转鼓的旋转滤饼进入框架18中卸料区II46，同时卸料气从控制头23中的卸料区I45进入，对滤饼进行反吹，将滤饼卸至打浆罐8中进行打浆，得到浆料并输出。

Claims

1.一种旋转过滤机，所述旋转过滤机包括：

(iv)相对于所述滤鼓旋转方向以逆流流动的方式将洗涤流体从洗涤输出区转移至在前的洗涤区的洗涤输入区的装置；

其特征在于，所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由所述滤鼓从洗涤流体输入区IZ_n通至同一洗涤区n的洗涤流体输出区OZ_n，且另外通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区。

2.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出从洗涤流体输出区OZ_n直接通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输入区IZ_n-1，且另外直接通至比紧接在前的洗涤区n-1更上游的洗涤区的洗涤流体输入区。

3.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区并且不进料至洗涤流体输出区OZ_n，并且使来自洗涤区n的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区OZ_n。

4.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区，在那里使它直接通至比紧接在前的洗涤区n-1更上游的洗涤区的洗涤流体输入区。

5.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由滤鼓从洗涤流体输入区IZ_n通至同一洗涤区n的洗涤流体输出区OZ_n，且另外通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输出区OZ_n-1。

6.根据权利要求5所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出从洗涤流体输出区OZ_n直接通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输入区IZ_n-1，且另外直接通至洗涤区n-2的洗涤流体输入区IZ_n-2。

7.根据权利要求5所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至洗涤流体输出区OZ_n-1并且不进料至洗涤流体输出区OZ_n，并且使来自洗涤区n的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区OZ_n。

8.根据权利要求5所述的旋转过滤机，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至洗涤流体输出区OZ_n-1，在那里使它直接通至洗涤区n-2的洗涤流体输入区IZ_n-2。

9.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机用于过滤芳族羧酸材料。

10.根据权利要求1所述的旋转过滤机，所述旋转过滤机包括三个、四个或五个洗涤区。

11.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中，

(i)所述旋转过滤机的外壳包括浆料输入区；并且

(ii)所述旋转过滤机的控制头包括滤液输出区，

其中，所述旋转过滤机配置为使流体经由所述滤鼓从所述浆料输入区通至所述滤液输出区。

12.根据权利要求11所述的旋转过滤机，其中，所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由所述滤鼓从所述第一洗涤流体输入区通至所述滤液输出区。

13.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机的外壳包括滤饼排出区。

14.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中

(i)所述旋转过滤机的外壳包括干燥气体输入区；并且

(ii)所述旋转过滤机的控制头包括干燥气体输出区，

其中所述旋转过滤机配置为使干燥气体经由所述滤鼓从所述干燥气体输入区通至所述干燥气体输出区。

15.根据权利要求14所述的旋转过滤机，其中所述旋转过滤机配置为使干燥气体经由所述滤鼓从所述干燥气体输入区通至洗涤流体输出区。

16.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中

(i)所述旋转过滤机的滤鼓包括与所述控制头流体连通的流体出口，

(ii)所述旋转过滤机的控制头中，两个相邻的洗涤流体输出区被控制头分隔元件隔开。

17.根据权利要求16所述的旋转过滤机，其中当所述滤鼓旋转时，在所述滤鼓的旋转方向上，与所述流体出口连通的所述控制头分隔元件的部分比所述流体出口窄。

18.根据权利要求16所述的旋转过滤机，其中所述控制头分隔元件具有“C”形或“I”形截面。

19.根据权利要求1所述的旋转过滤机，其中在所述外壳中的一个或多个输入区对在所述控制头中一个或多个相应输出区以偏置角θ_n偏置，所述偏置角是输入区n和输出区n相对于彼此偏置的度数。

20.根据权利要求9所述的旋转过滤机，其中所述芳族羧酸是对苯二甲酸，且所述洗涤流体是水。

21.一种在如权利要求1所定义的旋转过滤机中将液体从芳族羧酸材料分离的方法，所述方法包括第一洗涤阶段、最终洗涤阶段和一个或多个居间洗涤阶段，所述第一洗涤阶段、最终洗涤阶段和一个或多个居间洗涤阶段与第一洗涤区、最终洗涤区和一个或多个居间洗涤区一一对应，其中

(i)在所述第一洗涤阶段前，将所述液体和芳族羧酸固体材料的混合物导入到所述旋转过滤机中的滤鼓的表面上，

(ii)使所述滤鼓围绕它的轴在所述旋转过滤机内旋转，

其特征在于，洗涤流体经由所述滤鼓从洗涤流体输入区IZ_n通至同一洗涤阶段n的洗涤流体输出区OZ_n，且另外通至在前的洗涤阶段的洗涤流体输出区。

22.根据权利要求21所述的方法，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出从洗涤流体输出区OZ_n直接通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输入区IZ_n-1，且另外直接通至比紧接在前的洗涤区n-1更上游的洗涤区的洗涤流体输入区。

23.根据权利要求21所述的方法，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区并且不进料至洗涤流体输出区OZ_n，并且使来自洗涤区n的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区OZ_n。

24.根据权利要求21所述的方法，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至在前的洗涤区的洗涤流体输出区，在那里使它直接通至比紧接在前的洗涤区n-1更上游的洗涤区的洗涤流体输入区。

25.根据权利要求21所述的方法，其中使洗涤流体经由滤鼓从洗涤流体输入区IZ_n通至同一洗涤阶段n的洗涤流体输出区OZ_n，且另外通至紧接在前的洗涤阶段n-1的洗涤流体输出区。

26.根据权利要求25所述的方法，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出从洗涤流体输出区OZ_n直接通至紧接在前的洗涤区n-1的洗涤流体输入区IZ_n-1，且另外直接通至洗涤区n-2的洗涤流体输入区IZ_n-2。

27.根据权利要求25所述的方法，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至洗涤流体输出区OZ_n-1并且不进料至洗涤流体输出区OZ_n，并且使来自洗涤区n的洗涤流体输出的后续部分通至洗涤流体输出区OZ_n。

28.根据权利要求25所述的方法，其中使来自洗涤区n的洗涤流体输出的第一部分通至洗涤流体输出区OZ_n-1，在那里使它直接通至洗涤区n-2的洗涤流体输入区IZ_n-2。

29.根据权利要求21所述的方法，所述方法包括三个、四个或五个洗涤阶段。

30.根据权利要求21所述的方法，其中，

(i)所述旋转过滤机的外壳包括浆料输入区；并且

(ii)所述旋转过滤机的控制头包括滤液输出区，

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述旋转过滤机配置为使洗涤流体经由所述滤鼓从所述第一洗涤流体输入区通至所述滤液输出区。

32.根据权利要求21所述的方法，其中所述旋转过滤机的外壳包括滤饼排出区。

33.根据权利要求21所述的方法，其中

(i)所述旋转过滤机的外壳包括干燥气体输入区；并且

(ii)所述旋转过滤机的控制头包括干燥气体输出区，

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述旋转过滤机配置为使干燥气体经由所述滤鼓从所述干燥气体输入区通至洗涤流体输出区。

35.根据权利要求21所述的方法，其中

36.根据权利要求35所述的方法，其中当所述滤鼓旋转时，在所述滤鼓的旋转方向上，与所述流体出口连通的所述控制头分隔元件的部分比所述流体出口窄。

37.根据权利要求35所述的方法，其中所述控制头分隔元件具有“C”形或“I”形截面。

38.根据权利要求21所述的方法，其中在所述外壳中的一个或多个输入区对在所述控制头中一个或多个相应输出区以偏置角θ_n偏置，所述偏置角是输入区n和输出区n相对于彼此偏置的度数。

39.根据权利要求21至38中任一项所述的方法，其中所述芳族羧酸是对苯二甲酸，且所述洗涤流体是水。