CN107847827A

CN107847827A - 气体驱动式旋转过滤器

Info

Publication number: CN107847827A
Application number: CN201680012558.9A
Authority: CN
Inventors: 德曼·莫罗·狄费奥; 罗伯特·休斯; 塞穆尔·邓肯·豪斯利; 芬巴·杰拉尔德·麦克唐奈
Original assignee: Invista Textiles UK Ltd
Current assignee: Koch Technology Solutions UK Ltd
Priority date: 2015-01-28
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2018-03-27
Anticipated expiration: 2036-01-08
Also published as: WO2016122854A1; CN107847827B; GB201501436D0

Abstract

本发明涉及一种气体驱动式旋转过滤器，所述过滤器包括：a)外壳；b)滤鼓，定位在所述外壳内，并且可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；以及c)构件，在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，所述气体驱动式旋转过滤器的特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。本发明还涉及一种用于在所述气体驱动式旋转过滤器中从溶剂分离固体的方法以及一种用于结合此方法制造芳族二羧酸的工艺。

Description

气体驱动式旋转过滤器

技术领域

本发明涉及一种气体驱动式旋转过滤器、一种用于在所述气体驱动式旋转过滤器中从溶剂分离固体的方法和一种用于结合此方法制造芳族二羧酸的工艺。

背景技术

旋转过滤器等气体驱动式过滤器用在需要从液体中分离固体的多种化学工艺中，例如制造合成中间体，例如对苯二甲酸(TA)等芳族二羧酸，TA广泛用在聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)等聚酯的制造中。典型气体驱动式旋转过滤器包括围绕可旋转滤鼓的外周配置的多个过滤器单元，滤鼓的内部含有通常由一系列排放管道组成的过滤器机制，所述排放管道将过滤器单元的基底处的滤布或滤膜连接到用于对流体(例如滤过物、洗液)进行收集和重新引导(例如到过滤器中的不同位置)或排出的机制。通过将惰性气体(例如氮气)注入到滤鼓的外周与滤鼓所在的外壳之间的气体空间而将此气体空间维持在比滤布下方的空间更高的压力下，这样提供过滤的动力。所述外壳的末端壁通常为“碟形”(即，凸状)以耐受由外壳内的加压气体施加的力。浆料在装料点处与滤鼓的外表面接触，滤鼓旋转，且所得滤饼在排料点处从滤鼓的外表面排出。除了将浆料分离为滤饼和滤过物之外，气体驱动式旋转过滤器可在排出滤饼之前使滤饼经历后续处理(例如清洗)。因此，这些气体驱动式旋转过滤器可用在用于制造芳族二羧酸的工艺的溶剂互换步骤中。

芳族二羧酸通常通过在有机溶剂中催化氧化烃前驱体而制造。PET生产所需的反应物TA被称为“精对苯二甲酸”(PTA)，并且一般含有超过99.97wt％(优选地超过99.99wt％)的对苯二甲酸和低于25ppm的4-对羧基苯甲醛(4-CBA)。在商业规模上，适合用于PET生产中的PTA一般以二步法制备。首先，在存在金属催化剂(例如钴和/或锰盐或化合物)的情况下氧化对二甲苯(例如在空气中)以提供“粗对苯二甲酸”(CTA)，如(例如)US 2,833,816中所描述。其次，由此氧化反应产生的CTA接着被纯化，这是因为其通常被杂质(例如，4-CBA、对甲苯甲酸和使TA呈现微黄色的各种着色杂质)污染。除至少一个物理程序(例如，结晶、清洗等)之外，CTA的纯化通常需要至少一种化学转化(例如，氢化)以产生PTA。PTA一般被认为是年产几百万吨的商品项目，因此制造商期望减小其成本以最大化PTA生产的经济性和效率。这可通过降低资本成本(例如，设备成本)和可变成本(例如，与废物处理、起始材料的使用、有机溶剂、加热燃料和脱矿质水相关的成本)两者实现。

CTA从有机溶剂基体系(通常包括乙酸)传送而来，其中在纯化工艺之前经由溶剂互换步骤将CTA生产到水基体系。期望最小化从此步骤开始的对有机溶剂的携载转送，从而最小化此有机溶剂对PTA产品的污染，并且最大化对有机溶剂原料的回收以用于再循环到氧化反应。另外，在有机溶剂是乙酸的情况下，在此阶段将其清除避免了需要在此阶段的下游设备中使用具有增大的耐腐蚀性的材料，由此降低资金成本。在此溶剂互换步骤中，可使用气体驱动式旋转过滤器将CTA从产生于氧化反应的有机溶剂基浆料中滤出，且可在滤鼓上利用水来清洗所得滤饼以在将滤饼排到纯化工艺之前从滤饼中清除尽可能多的有机溶剂。

已发现排到纯化工艺的CTA的残余有机溶剂含量比可根据简单清洗效率计算所预期的高。人们相信这部分归因于经由滤鼓的外周与外壳之间的气体空间对CTA滤饼的污染。这种污染是由挟带与有机溶剂混杂的清洗液体液滴所导致，和/或由有机溶剂蒸气被挟带到滤饼中所导致。已提出可通过在滤鼓外周与外壳之间的气体空间中提供惰性气体流来减小对CTA滤饼的污染，所述惰性气体流与CTA滤饼的行进方向逆流，即，从排料点附近的位置到装料点附近的位置。

本发明的一个目标是提供一种气体驱动式旋转过滤器，其中最小化溶剂(滤饼从其中分离)对滤饼的污染。本发明的另一目标是提供一种用于制造芳族二羧酸的更经济和有效的工艺。另外的目标通过下文描述将显而易见。

发明内容

已发现即使在典型气体驱动式旋转过滤器的滤鼓的外周与外壳之间的气体空间中提供逆流惰性气体流时，溶剂(滤饼从其中分离)对滤饼的污染仍然比可能预期的高。意外地，还发现此污染可能至少部分归因于溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与外壳之间的气体空间的迁移而发生。

本发明的第一方面提供一种气体驱动式旋转过滤器，其包括：

a)外壳；

b)滤鼓，其定位在所述外壳内且可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；以及

c)构件，其在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，

其特征在于，所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。

本发明人已发现，通过抑制(即，减少或完全防止)溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与外壳之间的气体空间的迁移，减小了溶剂对从气体驱动式旋转过滤器排出的滤饼的污染。优选地，气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的两端与外壳之间的气体空间的迁移，从而最大程度地减小滤饼的污染。可通过提供在外壳与滤鼓之间延伸的一个或多个挡板、向滤鼓和外壳提供至少一个平坦末端壁以最小化或消除滤鼓的此末端壁与外壳之间的气体空间、和/或通过在滤鼓末端与外壳之间的气体空间内提供正气体压力以抑制溶剂蒸气迁移进入此气体空间来抑制溶剂蒸气的迁移。

第一方向和第二方向适宜不相同。优选地，第二方向与第一方向相反(例如，如果第一方向是顺时针，那么第二方向是逆时针)以减少溶剂蒸气围绕滤鼓外周的迁移，由此降低溶剂(滤饼从其中分离)对滤饼的污染。

本发明的此方面还提供一种在气体驱动式旋转过滤器中将固体从溶剂分离的方法，其包括以下步骤：

(i)将所述固体和所述溶剂的混合物引入到所述气体驱动式旋转过滤器的外壳内的滤鼓的外表面上；

(ii)使所述滤鼓在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；

(iii)在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，

所述固体可以是芳族二羧酸，确切地说是粗芳族二羧酸，例如粗对苯二甲酸。所述溶剂可以是有机溶剂，例如乙酸。

因此，本发明的另一方面提供一种用于生产纯化芳族二羧酸(包括在有机溶剂中催化氧化烃前驱体)的工艺，其包括以下步骤：

I)在存在金属催化剂的情况下在所述有机溶剂中氧化所述烃前驱体以提供粗芳族二羧酸；以及

II)纯化所述粗芳族二羧酸以产生纯化芳族二羧酸，其中所述工艺进一步包括经由本发明的第一方面的方法将固体粗芳族二羧酸与所述有机溶剂分离的步骤。

附图说明

错误！未发现参考源.是常规气体驱动式旋转过滤器的横截面。

错误！未发现参考源.是本发明的气体驱动式旋转过滤器的径向截面和横截面。

具体实施方式

本文中描述本发明的各种实施例。应认识到，每个实施例中指定的特征可与其它指定特征组合以提供另外的实施例。

一种气体驱动式旋转过滤器包括定位于外壳内的滤鼓。

外壳

所述外壳含有滤鼓，所述滤鼓可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转。通常，所述外壳大体上为圆柱形，但可使用其它形状。如果所述外壳是圆柱形的，那么外壳的轴可平行于滤鼓的轴，并且这些轴可对准，但通常相对于彼此偏移。或者，外壳的轴可垂直于滤鼓的轴。所述外壳通常含有在滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内在第二方向上提供气流的构件。所述外壳通常还含有用于使浆料(即，固体和溶剂的混合物)与滤鼓的外表面在装料点处接触的构件、用于在排料点处将滤饼从滤鼓的外表面排出的构件和一个或多个清洗液体入口。

通过将惰性气体(例如氮气)注入到滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间中，能将此气体空间维持在比滤鼓内的空间高的压力下。此压差提供过滤动力。滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间中的气体压力通常约为2巴，但可使用高达约4巴、高达约6巴、高达约8巴或高达约10巴的压力。常规上，所述外壳的末端壁(通常称为“头端”)为碟形(例如半球形或准球形)以耐受外壳内的加压气体所施加的力。然而，在本发明中，滤鼓的末端壁和在滤鼓的至少一个末端处(且优选地，在两端处)邻近滤鼓的末端的外壳壁可以是平坦的，从而最小化或消除滤鼓的末端与所述外壳之间的任何气体空间，由此抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。在这个实施例中，滤鼓的末端壁与所述外壳的壁适宜地相邻，这是因为它们定位为尽可能靠近在一起而不干扰滤鼓的旋转，由此最小化或消除滤鼓的末端与所述外壳之间的任何气体空间。

滤鼓的末端(优选地为两端)与所述外壳之间的气体空间可具备正气体压力以抑制溶剂蒸气迁移到所述气体空间中。具体地说，气体驱动式旋转过滤器可包括用于将惰性气体(例如氮气)注入到滤鼓的末端(优选地为两端)与所述外壳之间的气体空间中的构件，适宜以大于滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间中的压力的压力来进行所述注入，例如，可在大于约2巴、或大于约4巴、或大于约6巴、或大于约8巴或大于约10巴的情况下将惰性气体注入到滤鼓的末端(或两端)与所述外壳之间的气体空间中。

挡板

尤其是在所述外壳的末端为碟形的情况下，气体驱动式旋转过滤器可包括在所述外壳与滤鼓之间延伸的一个或多个挡板，从而抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的末端(优选地为两端)与所述外壳之间的气体空间的迁移。挡板可附接到外壳或滤鼓，但由于滤鼓是可旋转的，因此优选的是，挡板附接到外壳。挡板适宜从外壳一直延伸到滤鼓，即，挡板适宜从所述外壳延伸以与滤鼓接触(或反之亦然)，通常形成气密密封部分并且由此形成针对溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移的物理阻障。或者，一个或多个挡板可从外壳延伸，且一个或多个挡板可从滤鼓延伸以与从所述外壳延伸的一个或多个挡板连通(例如，接触)，因此通常形成气密密封部分且由此形成针对溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移的物理阻障。在任一配置中，如果在挡板与滤鼓/外壳之间或在各个挡板之间存在小间隙，还是可以抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。

在一个配置中，气体驱动式旋转过滤器包括在滤鼓的末端(优选地，两端)与所述外壳之间延伸的一个或多个环形挡板，从而抑制溶剂蒸气进入滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间。环形挡板适宜在滤鼓的末端与所述外壳之间纵向延伸，并且适宜具有与滤鼓相同的直径，因此可视为将滤鼓的外表面延伸以接合所述外壳的壁。环形挡板可围绕滤鼓的整个外周延伸，或围绕所述外周的部分延伸，同时仍然有效抑制溶剂蒸气进入滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间。举例来说，环形挡板可围绕滤鼓的外周在滤鼓旋转的方向(即，第一方向)上从装料点延伸到排料点。

在另一配置中，气体驱动式旋转过滤器包括在滤鼓与外壳之间延伸的一个或多个周向挡板(即，适当地在滤鼓的外周与所述外壳之间径向延伸)，因此抑制溶剂蒸气跨越滤鼓轴向迁移进入滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间中。由于滤鼓的外周与外壳之间的气体空间中的溶剂蒸气浓度通常在装料点周围最大，因此挡板适宜从装料点朝向排料点周向延伸，由此抑制溶剂蒸气跨越滤鼓轴向迁移进入滤鼓的末端与所述外壳之间邻近装料点的气体空间。挡板可在滤鼓旋转的方向(即，第一方向)上周向延伸跨越从装料点朝向排料点的整个距离，或跨越此距离的部分，例如，跨越此距离的一半，或跨越此距离的四分之一。优选地，气体驱动式旋转过滤器包括在滤鼓的两端处、在滤鼓与所述外壳之间延伸的周向挡板，由此抑制溶剂蒸气进入滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间。气体驱动式旋转过滤器可另外包括这两个周向挡板之间的额外周向挡板以抑制溶剂蒸气轴向迁移跨越滤鼓。

如果外壳是圆柱形且其轴与滤鼓的轴对准，那么一个或多个圆形周向挡板可附接到滤鼓且在外壳与滤鼓之间延伸。或者，尤其是在外壳并非圆柱形和/或其轴并不与滤鼓的轴对准的情况下，一个或多个圆形周向挡板可附接到滤鼓且在滤鼓与附接到外壳的一个或多个对应挡板之间延伸。附接到滤鼓的圆形周向挡板可因此与附接到外壳的挡板连通(例如，其可与附接到外壳的挡板对接或重叠)，通常形成气密密封部分且由此抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。在挡板连通处可包含密封焊珠或密封材料环以确保形成气密密封部分。附接到外壳的挡板可因此包含与附接到滤鼓的圆形周向挡板大小相同或更小的圆形开口。如果挡板重叠，那么附接到外壳的挡板可朝向附接到滤鼓的圆形周向挡板的外部移位(即，朝向外壳壁)，或可朝向附接到滤鼓的圆形周向挡板的内部移位。圆形周向挡板适宜定位在滤鼓的末端(优选地，两端)处，并且附接到外壳的挡板定位在所述外壳上的对应位置中。

在另一配置中，气体驱动式旋转过滤器包括在滤鼓的末端(优选地，两端)与外壳之间延伸的一个或多个纵向挡板，因此抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的迁移。确切地说，挡板可从滤鼓的轴径向延伸到滤鼓的外周(优选地，从滤鼓的轴到外壳)，并且在滤鼓的末端与所述外壳之间纵向延伸，从而抑制已进入滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间的溶剂蒸气在排料点的位置离开所述气体空间。气体驱动式旋转过滤器可包括多个此类纵向/径向挡板，所述挡板围绕滤鼓的整个外周或围绕所述外周的部分(例如，在滤鼓的旋转方向(即，第一方向)上从装料点到排料点)每隔一定间隔而间隔开。因此，如果气体驱动式旋转过滤器包括在滤鼓的旋转方向上布置于装料点与排料点之间的第一纵向/径向挡板和第二纵向/径向挡板，并且所述第一纵向/径向挡板与所述第二纵向/径向挡板之间的角度是Xo，那么进入滤鼓的末端与外壳之间以及所述第一纵向/径向挡板与所述第二纵向/径向挡板之间的气体空间的溶剂蒸气无法在滤鼓的旋转方向上从溶剂蒸气进入气体空间的点处围绕滤鼓的外周以远大于Xo的角度离开此气体空间。气体驱动式旋转过滤器可适宜在滤鼓的一个末端处(或优选地，在两端处)包括至少两个、至少三个、至少四个、至少五个或至少六个纵向/径向挡板。这些纵向/径向挡板可围绕滤鼓均匀间隔开，和/或可分隔开至少10o、至少20o、至少30o、至少40o、至少50o或至少60o，和/或可分隔开小于120o、小于110o、小于100o、小于90o、小于80o或小于70o。气体驱动式旋转过滤器可包括在第一方向(即，滤鼓的旋转方向)上与装料点间隔开至少10o、至少20o、至少30o、至少40o、至少50o、至少60o、至少70o、至少80o、至少90o和/或间隔开小于180o、小于170o、小于160o、小于150o、小于140o、小于130o、小于120o、小于110o或小于100o的一个或多个纵向/径向挡板。

在一个实施例中，气体驱动式旋转过滤器包括上文所描述的环形挡板和周向挡板。在另一实施例中，气体驱动式旋转过滤器包括上文所描述的环形挡板和纵向/径向挡板。在这个实施例中，纵向/径向挡板在滤鼓与外壳之间纵向延伸，并且在环形挡板与外壳之间径向延伸。在另一实施例中，气体驱动式旋转过滤器包括上文所描述的周向挡板和纵向/径向挡板。在另一实施例中，气体驱动式旋转过滤器包括上文所描述的环形挡板、周向挡板和纵向/径向挡板。

气体驱动式旋转过滤器可包括用于抑制溶剂蒸气穿过滤鼓的末端与外壳之间的气体空间的迁移的以上特征的任何组合。确切地说，气体驱动式旋转过滤器可包括在外壳与滤鼓之间延伸的一个或多个挡板，并且可包括用于将惰性气体注入到滤鼓的末端与所述外壳之间的气体空间中的构件。

滤鼓

滤鼓适宜为圆柱形并且包括围绕其外周(即，其弯曲表面，与其通常平坦的末端表面相对)布置的多个过滤器单元(通常介于16个与24个之间)。因此，滤鼓的外表面可包括多个周向布置的过滤器单元和/或多个纵向布置的过滤器单元，所述过滤器单元可形成跨越滤鼓的表面的至少部分(并且优选地，跨越全部表面)的过滤器单元阵列。过滤器单元通过从滤鼓表面径向延伸的过滤器单元壁界定且彼此分隔开，并且通常跨越滤鼓表面周向和纵向布置。在典型的滤鼓中，过滤器单元容纳过滤器单元插入件，所述过滤器单元插入件并入有过滤介质(通常称为滤布或滤膜)并且紧固(通常栓接)到滤鼓。当浆料被施加到滤鼓时，滤布允许流体(例如滤过物(溶剂)、洗液)穿过，但将滤饼(即，固体)收集在滤布表面上。如所属领域常规的，根据应用所需，滤布通常由塑料或金属织物制成。因此，每个过滤器单元适宜由四个壁界定，其中滤布处于单元的基底处，因此在滤鼓的外表面中形成袋形区，流体(例如，浆料、洗液)可流入所述袋形区，并且固体材料可汇集在所述袋形区中。饼厚度通常在5到200mm、或50到175mm或120到150mm的范围内，并且可通过插入具有插入件的隔片而变化。

因此，过滤器单元在滤鼓的外表面中提供流体入口。穿过滤布的流体由过滤器机制收集，所述过滤器机制通常由一系列排放管道组成，所述排放管道将滤布连接到滤鼓外部的机制以对流体进行收集和重新引导或排出。从滤鼓的外表面到用于收集和重新引导或排出流体的机制的流体路径因此是由过滤器单元、滤布和排放管道提供。过滤器机制通常由滤鼓围封，因此维持跨越滤布的压差。

外壳内的气流

所述外壳通常含有在滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内在第二方向上提供气流的构件。通常，此构件包括一个或多个进气口和在第二方向上从所述一个或多个进气口移位的一个或多个出气口。如上文所提及，第一方向和第二方向适宜不相同，即，气体不在滤鼓的旋转方向上流动。举例来说，第二方向可垂直于第一方向。优选地，第二方向与第一方向相反，即气体的流动是在与滤鼓旋转相反的方向上(逆流)。因此，所述一个或多个出气口可在装料点的方向上从所述一个或多个进气口移位。所述一个或多个进气口以及(任选地)所述一个或多个出气口可跨越滤鼓的长度纵向延伸以跨越滤鼓的长度在第二方向上提供一致的气流。

装料点

气体驱动式旋转过滤器适宜包括用于使浆料与滤鼓的外表面在外壳内的装料点处接触的构件。通常，此构件包括槽道，在气体驱动式旋转过滤器的操作期间，所述槽道含有浆料，滤鼓部分地浸没在所述浆料中。因此，槽道中的浆料防止溶剂蒸气在与滤鼓的旋转方向相反的方向上从装料点迁移到滤鼓的外周与外壳之间的排料点。可在槽道与外壳之间提供一个或多个挡板以抑制溶剂蒸气经由此路线朝向排料点迁移。如果一个或多个圆形周向挡板附接到滤鼓的末端，那么可在槽道的末端与圆形周向挡板之间提供密封部分。适宜在与滤鼓的外周与外壳之间的气体空间的压力类似的压力下将浆料(例如有机溶剂中的固体粗芳族二羧酸的浆料)连续地供应给槽道，由此维持槽道中的浆料量。

排料点

气体驱动式旋转过滤器适宜包括用于在外壳内的排料点处将滤饼从滤鼓的外表面排出的构件。通常，此构件包括犁或刀，所述犁或刀布置成当滤鼓旋转时将滤饼从滤鼓的外表面刮离(例如，所述犁或刀可沿切线方向布置到滤鼓的外表面)，且其还适宜布置在用于从气体驱动式旋转过滤器移去滤饼的斜槽或输送机上方。气体驱动式旋转过滤器还可包括在排料点处或邻近排料点处用于将滤饼重新打浆的构件，例如，气体驱动式旋转过滤器可包括一个或多个进水口以用于将水施加到已刮离滤鼓的外表面的滤饼。

清洗液体入口

气体驱动式旋转过滤器适宜包括一个或多个清洗液体入口，所述入口适宜定位在外壳内(即，在滤鼓的外周与所述外壳之间，且在装料点与排料点之间)以清洗滤鼓的外表面上的滤饼。所述一个或多个清洗液体入口通常利用水性清洗液体(例如水)冲洗滤饼以将残余的溶剂以及(任选地)一种或多种其它污染物清洗出滤饼。所述一个或多个清洗液体入口可跨越滤鼓的长度纵向延伸以提供对滤饼的一致清洗。气体驱动式旋转过滤器可包括一个或多个第一清洗液体入口和在与滤鼓的旋转方向相反的方向上从所述一个或多个第一清洗液体入口移位的一个或多个第二清洗液体入口。可向所述一个或多个第一清洗液体入口供应新鲜清洗液体(例如，净水，或在芳族二羧酸制造工艺中来自别处的水)。来自所述一个或多个第一清洗液体入口、穿过滤布的清洗液体可由过滤器机制(其将滤布连接到滤鼓外部的机制以用于对流体进行收集和重新引导或排出)收集，所述过滤器机制可因此将所收集清洗流体重新引导到所述一个或多个第二清洗液体入口。换句话说，气体驱动式旋转过滤器可配置成经由一个或多个第一清洗液体入口和一个或多个第二清洗液体入口提供相对于滤鼓的旋转方向的逆流清洗液体流。气体驱动式旋转过滤器可另外包括在与滤鼓的旋转方向相反的方向上从所述一个或多个第二清洗液体入口移位的一个或多个另外的清洗液体入口。因此，逆流清洗液体流可经由所述一个或多个另外的清洗液体入口围绕滤鼓的外周继续。

对逆流清洗流体流的使用(其中将新鲜清洗液体(例如，淡水)仅供应到供应到第一清洗液体入口而非每个清洗液体入口)降低气体驱动式旋转过滤器的淡水需求，并且还降低从气体驱动式旋转过滤器排出的水量，所述排出的水在其可释放到环境中之前可能需要进一步处理以清除溶剂和其它污染物。然而，气体驱动式旋转过滤器中的溶剂(固体从其中分离)(例如，乙酸)可能在清洗滤饼过程中被夹带在清洗流体中，并且可能因此经由后续清洗液体入口被引入到滤鼓的外周与外壳之间的气体空间中，从而提供可能染污滤饼的溶剂蒸气潜在来源。尽管如此，本发明的使用减少此污染的风险，从而允许获得降低水的使用的益处而不会将滤饼的污染增大到超过这些益处的程度。

芳族二羧酸的产生

应了解，用于通过在有机溶剂中催化氧化烃前驱体来产生芳族二羧酸的工艺和设备的一般操作已众所周知。举例来说，如上文所论述，适合用于PET生产的对苯二甲酸(即精对苯二甲酸)一般以二步法制备。首先，在存在金属催化剂(例如，钴和/或锰盐或化合物)的情况下氧化(例如，使用空气)对二甲苯以提供粗对苯二甲酸。其次，接着对通过此氧化反应产生的粗对苯二甲酸进行纯化以清除杂质，例如4-CBA和对甲苯甲酸，以产生精对苯二甲酸。除至少一个物理程序(例如，结晶、清洗等)之外，粗对苯二甲酸的纯化通常需要至少一种化学转化(例如，氢化)。

对苯二甲酸通常通过包括在有机溶剂中催化氧化烃前驱体的工艺而产生。烃前驱体是可氧化形成对苯二甲酸的化合物。因此，烃前驱体通常为在对苯二甲酸中的羧酸取代基的位置处被例如C_1-6烷基、甲酰基或乙酰基的基团取代的苯。优选的烃前驱体是被C_1-6烷基取代的苯(确切地说，对二甲苯)。有机溶剂通常为脂肪族羧酸，例如乙酸，或此类(一种或多种)脂肪族羧酸和水的混合物。氧化反应可在有氧气可用的任何条件下进行，例如所述反应可在空气中进行。反应催化剂通常包括钴和/或锰的可溶形式(例如，它们的乙酸盐)，其中溴源(例如氢溴酸)用作促进剂。氧化反应的温度通常在约100℃-250℃(优选约150℃-220℃)的范围内。任何常规压力可用于所述反应以适当地将反应混合物维持在液体状态。

氧化阶段在有机溶剂中执行催化氧化烃前驱体的功能，由此形成产物流和排出气。产物流通常会被转移到结晶阶段以形成粗对苯二甲酸晶体的第一浆料和塔顶蒸气。粗对苯二甲酸晶体的第一浆料通常传递到分离(或溶剂互换)阶段，其中母液与粗对苯二甲酸晶体分开，所述粗对苯二甲酸晶体可接着与水性液体混合以形成粗对苯二甲酸晶体的第二浆料。粗对苯二甲酸晶体的此第二浆料通常会在冷却形成纯化的对苯二甲酸晶体的浆料之前转移到纯化装置、加热并且经历氢化。

来自氧化阶段的排出气通常会在蒸馏阶段分离成富有机溶剂流和富水蒸气流。来自蒸馏阶段的富有机溶剂流通常包括80％到95％w/w有机溶剂，并且通常返回到氧化阶段。来自蒸馏阶段的富水蒸气流通常包括0.1％到5.0％w/w有机溶剂，并且通常在冷凝阶段冷凝形成冷凝物流和塔顶气体。冷凝物流通常形成用于来自纯化装置的纯化对苯二甲酸晶体的清洗流体的一部分。在本发明中，冷凝物流的一部分适宜用作新鲜清洗液体，和/或用作用于形成上文所提及的粗对苯二甲酸晶体的第二浆料的水性液体(或者，可使用脱矿质水)。

参考错误！未发现参考源.描述常规气体驱动式旋转过滤器的操作。气体驱动式旋转过滤器10包括滤鼓12，所述滤鼓定位在外壳14内并且可在外壳14内围绕滤鼓的轴逆时针旋转。通过在进气口18处注入氮气，将滤鼓12的外周与外壳14之间的气体空间16维持在约2巴。气体从进气口18顺时针流到出气口20。槽道22含有固体和溶剂的浆料24。固体通过跨越滤鼓12的压差加载滤鼓12上。第一清洗液体入口26用淡水冲洗滤鼓12的外表面上的固体，所述淡水穿过固体并由过滤器机制(未示出)收集，并且被重新引导到第二清洗入口28，所述第二清洗入口也用此水冲洗滤鼓12的外表面上的固体。刀30将固体刮离滤鼓12的外表面以用于收集在斜槽32中。

错误！未发现参考源.示出气体驱动式旋转过滤器110，其中环形挡板116在滤鼓112两端与具有碟形末端的外壳114之间延伸。环形挡板116具有与滤鼓112相同的直径。

错误！未发现参考源.示出类似于气体驱动式旋转过滤器110的气体驱动式旋转过滤器120，其中环形挡板126在滤鼓122的两端与外壳124之间延伸。另外，纵向/径向挡板128在环形挡板126与外壳124之间同时纵向和径向延伸。

错误！未发现参考源.示出气体驱动式旋转过滤器130，其中周向挡板136在滤鼓132的两端与外壳134之间延伸。

错误！未发现参考源.示出气体驱动式旋转过滤器140，其中滤鼓142的轴相对于外壳144的轴偏移。圆形周向挡板146附接到滤鼓142的两端，并且与附接到外壳144的外壳挡板148连通。在圆形周向挡板146与外壳挡板148之间可包含密封部分。

错误！未发现参考源.示出气体驱动式旋转过滤器150，其中纵向/径向挡板156在滤鼓152的两端与外壳154之间纵向延伸，并且从滤鼓152的轴径向延伸到外壳154。

错误！未发现参考源.示出气体驱动式旋转过滤器160，其中滤鼓162和外壳164的末端壁是平坦的。

Claims

1.一种气体驱动式旋转过滤器，包括：

a)外壳；

b)滤鼓，定位在所述外壳内且可在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；以及

c)构件，在第二方向上在所述滤鼓的外周与所述外壳之间的气体空间内提供气流，

2.一种在气体驱动式旋转过滤器中从溶剂分离固体的方法，包括以下步骤：

(ii)使所述滤鼓在所述外壳内在第一方向上围绕其轴旋转；

3.根据权利要求1所述的气体驱动式旋转过滤器或根据权利要求2所述的方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器适于抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的两端与所述外壳之间的气体空间的迁移。

4.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述第二方向与所述第一方向相反。

5.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述外壳与所述滤鼓之间延伸，以抑制溶剂蒸气穿过所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间的所述气体空间的迁移的一个或多个挡板。

6.根据权利要求5所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间延伸的一个或多个环形挡板。

7.根据权利要求6所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述一个或多个环形挡板具有与所述滤鼓相同的直径。

8.根据权利要求6或权利要求7所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的两端与所述外壳之间延伸的一个或多个环形挡板。

9.根据权利要求6到8中任一项所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中一个或多个纵向/径向挡板在所述滤鼓与所述外壳之间纵向延伸，并且在所述环形挡板与所述外壳之间径向延伸。

10.根据权利要求8所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中在所述滤鼓的两端处，一个或多个纵向/径向挡板在所述滤鼓与所述外壳之间纵向延伸，并且在所述环形挡板与所述外壳之间径向延伸。

11.根据权利要求5到10中任一项所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓与所述外壳之间延伸的一个或多个周向挡板。

12.根据权利要求11所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的两端处在所述滤鼓与所述外壳之间延伸的周向挡板。

13.根据权利要求5到10中任一项所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括附接到所述滤鼓的一个或多个圆形周向挡板，所述一个或多个圆形周向挡板在所述滤鼓与附接到所述外壳的一个或多个对应挡板之间延伸。

14.根据权利要求13所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括附接到所述滤鼓的圆形周向挡板，所述圆形周向挡板在所述滤鼓的两端处在所述滤鼓与附接到所述外壳的对应挡板之间延伸。

15.根据权利要求5到14中任一项所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间延伸的一个或多个纵向挡板。

16.根据权利要求15所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括在所述滤鼓的两端与所述外壳之间延伸的一个或多个纵向挡板。

17.根据权利要求15或权利要求16所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述一个或多个纵向挡板从所述滤鼓的所述轴径向延伸到所述外壳。

18.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述滤鼓的末端壁与在至少一个末端处邻近所述滤鼓的所述末端的所述外壳的壁是平坦的，从而最小化或消除所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间的任何气体空间。

19.根据权利要求18所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述滤鼓的所述末端壁与在两端处邻近所述滤鼓的所述末端的所述外壳的所述壁是平坦的，从而最小化或消除所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间的任何气体空间。

20.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括用于将惰性气体注入到所述滤鼓的所述末端与所述外壳之间的所述气体空间中的构件。

21.根据权利要求20所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括用于将惰性气体注入到所述滤鼓的两端与所述外壳之间的所述气体空间中的构件。

22.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括一个或多个进气口，和在所述第二方向上从所述一个或多个进气口移位且定位于所述外壳内的一个或多个出气口。

23.根据任一前述权利要求所述的气体驱动式旋转过滤器或方法，其中所述气体驱动式旋转过滤器包括定位于所述外壳内的一个或多个第一清洗液体入口和一个或多个第二清洗液体入口，以清洗所述滤鼓的所述外表面上的滤饼，且其中所述气体驱动式旋转过滤器配置成经由所述一个或多个第一清洗液体入口和所述一个或多个第二清洗液体入口提供相对于所述滤鼓的所述旋转方向的逆流清洗液体流。

24.根据权利要求2到23中任一项所述的方法，其中所述固体是芳族二羧酸，优选为粗芳族二羧酸。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述粗芳族二羧酸是粗对苯二甲酸。

26.一种用于产生纯化芳族二羧酸的工艺，所述工艺包括在有机溶剂中催化氧化烃前驱体，所述工艺包括以下步骤：

II)纯化所述粗芳族二羧酸以产生所述纯化芳族二羧酸，

其中所述工艺进一步包括经由根据权利要求2到25中任一项所述的方法来将固体粗芳族二羧酸与所述有机溶剂分离的步骤。