CN1143947A - 在高压下处理结晶的对苯二甲酸的方法 - Google Patents

Abstract

湿的颗粒状对苯二甲酸结晶从高压区向低压区输送通过压力分离设备进行，同时用流体加热所述设备。所述流体也用作洗液或用作适合于高压区中的颗粒状结晶物质的工艺过程中的加压介质。

Description

在高压下处理结晶的对苯二甲酸的方法

本发明是关于用于从高压区向低压区输送颗粒状物质的设备。例如在高压下进行的固-液分离过程中可能出现必须进行这样的输送。

进行输送的通用方法包括用液体使被分离的颗粒状固体物质形成浆液，从而使得到的浆液实际上可以液体形式处理和经控制阀从高压区向低压区输送。虽然该方法是进行输送的很有效的方法，但是除了在输送前使固体形成浆液外，在输送后还必须使浆液进行另外的固-液分离过程。

另一种方法是不使颗粒状固体物质形成浆液而以“干燥”状态进行输送。实际上，“干燥”固体通常以湿物质形式存在，因为在高压下固-液分离后在固体物质中不可避免地还存在剩余量的液体。在一个已知设备中，湿物质被加入多叶旋转阀设备的连续部分中，多叶旋转阀旋转移动各位置间的每个部分，其分别称为高压区和低压区。这种设备在文献中描述-参见例如DB Purchas的教科书“IndustrialFiltration of Liquids”252和253页(1967版，Chemical and ProcessEngineering Series，Leonard Hill出版)。不使颗粒状物质形成浆液进行输送的另一个例子是BHS-Fest转鼓压力过滤器，其中在过滤和洗涤后，“干燥”固体物质输送至向低压区打开的转鼓箱中。上述教科书还给出BHS-Fest压力过滤器的详图。

在高温条件下进行固-液分离时，从高压区向低压区进行输送的问题加重，由于为了保持压力分离，压力分离设备的移动部件必须制造成紧密的配合公差，和产生为了克服温度差的设计和材料问题。

根据本发明的一个方面，提供了从高压区向低压区进行输送颗粒物质的方法，在高压区中颗粒物质与流体在高温下接触并进行固-液分离过程，所述方法包括用压力分离设备输送从所述固-液分离过程中得到的颗粒物质，和加热所述设备以补偿温度差，否则，将会在该设备中由与通过该设备的热颗粒物质接触而产生温度差。

该设备优选用所述流体加热，该流体可以是液体或气体。

在该方法中，可以保证使热膨胀作用减至最小，不必为此目的使用特殊材料。此外，颗粒物质的性质受在与该设备内表面接触时温度变化的影响，所述性质的变化可以减至最小。

在高压区中在流体与所述颗粒物质接触之前和/或之后该设备可以由所述流体加热。

本发明特别用于对苯二甲酸的生产，可以用于从高温和高压条件下的区域向低温和低压条件下的区域输送粗的和/或纯的对苯二甲酸结晶。

在本发明的一个实施方案中，固-液分离过程一般包括洗涤步骤，其中洗涤介质与颗粒物质接触，然后与颗粒物质分离，从而减少在颗粒物质中存在的污染物含量。一个例子在我们的共同待审查的国际申请PCT/GB/01019中公开，该申请是关于纯的对苯二甲酸的生产，其中在粗对苯二甲酸水溶液加氢和纯对苯二甲酸结晶以后，在湿的纯对苯二甲酸物质用压力分离设备例如回转阀输送至低压区之前在高温和高压条件下，使含有纯对苯二甲酸的浆液进行联合的过滤和洗涤过程。

在该实施方案中，所述设备优选至少部分用液体加热，其中固体物质在所述高压区中用所述液体洗涤，在所述洗涤液与颗粒物质在高压区中接触之前和/或之后将其与所述设备进行热交换。通常，优选在洗涤液与颗粒物质接触之前将其与所述设备进行热交换，在接触之后洗涤液可能含有在热交换设备中不需要的一些固体物质，因此，在进入热交换器之前必须用过滤除去。

根据本发明的第二方面，提供了生产对苯二甲酸的方法，其中在高温和高压区中，用洗涤液洗涤对苯二甲酸结晶物质，结果形成湿的洗涤的对苯二甲酸结晶物质，所述湿物质不使其形成浆液就输送至低压区，所述输送通过用所述洗涤液加热的压力分离设备进行。

在上述本发明的第二方面中所涉及的对苯二甲酸可以是粗对苯二甲酸或纯对苯二甲酸。

粗对苯二甲酸(CTA)可以通过在脂族羧酸溶剂(一般是乙酸)中在含有重金属例如钴和锰以及助催化剂溴的催化剂体系存在下对二甲苯的液相氧化生产。在从反应介质和洗涤液中分离后，由氧化反应生成的对苯二甲酸可以直接用于聚酯的生产，最终产物中污染物的含量是可以允许的。在这种情况下湿的CTA结晶可以从高温和高压区向低温和低压区输送。

但是，对于一些聚酯最终产物，对苯二甲酸必须首先提纯。所述提纯一般包括将含水介质加入CTA中形成浆液，然后加热使CTA溶于该介质中，得到对苯二甲酸的水溶液。将该溶液送入还原步骤中，其中在还原条件下并在多相催化剂存在下该溶液与氢接触，在化学上还原有机杂质，例如4-羧基苯甲醛(4-CBA)。加氢溶液加入放压容器中，其中形成纯对苯二甲酸结晶，得到在含水介质中的PTA浆液。PTA可以通过结晶从含水介质中回收，接着进行固-液分离和洗涤。

根据本发明的第二方面，在两种情况下，在洗涤CTA或PTA中使用的洗涤液可用于加热用于从在高温和高压条件下的区域向在低温和低压条件下的区域输送洗涤的CTA或PTA结晶的压力分离设备。

洗涤步骤优选作为联合的分离和洗涤流程的一部分进行，其中首先过滤CTA或PTA结晶在反应介质(通常在CTA情况下是乙酸，在PTA情况下是水)中的浆液，留下湿的TA结晶物质，然后将其洗涤以排出残余的反应介质。过滤和洗涤步骤在相同的设备中进行，优选在压力过滤器例如带状过滤器中进行。

代替或除了进行加热压力分离设备的洗涤液，流体可以由可以是气体的另一组分组成。例如在用压力过滤系统进行分离时，滤饼上流侧的压力可以由与颗粒物质混合的液体(例如浆液)相同的气体流体形成，该流体可用于加热压力分离设备。

根据本发明的另一方面，提供了从含有溶质的液体中分离颗粒状固体物质(通常以结晶形式存在)的方法，所述方法包括：

用过滤介质过滤悬浮液；

通过将加压流体加入过滤介质的上流侧在过滤介质的上流侧和下流侧之间形成压力差，所述加压流体至少部分由液体的溶剂组分的蒸汽相组成，由此，在与所述加压流体接触时液体中所述溶剂组分的急骤蒸发基本上被抑制；

用压力分离设备从过滤介质的上流侧向低压区输送过滤颗粒物质；和

用对过滤介质的上流侧加压的所述流体加热所述设备。

使用基于实际上在所述的液体中存在的溶剂组分或所述液体的加压流体，可以通过下述方式进行过滤，即滤饼不冷却或至少仅冷却至低于在加压流体包括氮或其他惰性气体的情况下的程度。

最好是在过滤介质上流侧的加压流体中的或形成所述加压流体的所述溶剂组分的分压基本保持在加入过滤介质上流侧的浆液中实际存在的溶剂组分的蒸汽压或高于此蒸汽压。

加压流体可以基本上全部由蒸汽相的所述溶剂组分组成，但是我们并不排除不凝气体(通常是对于液体/结晶体系是惰性的气体，例如氮气)混入加压流体的可能性。所谓不凝气体是指仅在略低于正常室温的温度和压力下冷凝的气体。

在使用溶剂组分和气体的混合物时，希望的组成是使加压流体中溶剂组分的分压基本上保持在后者进料条件下在浆液中溶剂组分的蒸汽压或高于此蒸汽压。

溶剂组分通常包括大部分(体积)的所述加压流体。

在过滤过程中一般过滤介质移动。该移动可以是连续的或间歇的(例如可以是转位移动)。

过滤优选通过下述方式进行：穿过滤饼的温度差基本上等于零，一般不大于1-2℃。

该方法优选还包括至少一个在过滤介质原地的洗涤滤饼步骤。

在回收的所述结晶是对苯二甲酸时，溶剂包括水或羧酸，例如乙酸。

因此，例如在本发明的方法用于过滤由在乙酸溶剂中对二甲苯的液相氧化得到的产物流时，产物流包括比较粗的对苯二甲酸在主要含有乙酸的液体中的浆液。根据本发明的所述另一方面，后面的悬浮液过滤可以用乙酸蒸汽作加压流体来进行。乙酸蒸汽可以是，但不是必须是，由在从氧化反应器放出的乙酸/对苯二甲酸浆液后进行的结晶过程(可以是通用的)中从溶液中蒸发的乙酸得到的。在该情况下在液体中的另外的对苯二甲酸结晶出来的结晶过程后，将浆液加入过滤区，其中，用结晶过程中生成的乙酸蒸汽作为加压流体实施本发明的方法。

同样，根据广泛的实践，对苯二甲酸(无论如何得到的)通过将其溶于水中并将溶液加氢进行提纯，然后通过用水蒸汽作为加压流体过滤回收纯的对苯二甲酸。水蒸汽仍然可以，但不是必须由提纯过程后的结晶过程生成。

提纯的(或根据上面定义的本发明的任一方面处理的)对苯二甲酸通常由对二甲苯的液相氧化得到。但是，对苯二甲酸可从其他来源，例如处理从聚对苯二甲酸亚烷基酯产物如bottles得到的循环的对苯二甲酸得到。

如果需要，提纯过程可包括以预先氧化(预氧化)由对二甲苯液相氧化得到的粗对苯二甲酸，所述预氧化用氧化剂例如空气、分子氧或其他不是必须是气相的氧化剂用粗TA的水溶液来进行，以便氧化杂质，特别是氧化4-羧基苯甲醛成为对苯二甲酸。

例如含有多达2-20％(重量)水份的湿对苯二甲酸会很粘。因此，压力分离设备优选正位移设备，其被安装成正排出湿物料进入低压区，可以采用各种形式，例如柱塞泵、螺旋进料设备或递增进料设备，例如用于泵送高固体含量的冷浆料的递增中空泵。另一方面，压力分离设备可以包括回旋阀，其中在阀腔从高压侧向低压侧移动时腔中的物料急骤蒸发用于放出或辅助放出低压侧阀中的物料。

压力分离可以包括活底料斗装置，其中正位移设备，例如柱塞泵、螺旋进料器、递进腔进料器对移动通过活底料斗装置输送的物料是有效的。

根据本发明的另一方面，提供了对苯二甲酸的提纯方法，包括：

(a)将粗对苯二甲酸溶于含水介质中形成含有对苯二甲酸的溶液；

(b)在还原条件下和在高温和高压条件下使对苯二甲酸溶液与氢接触，化学上还原至少一些在粗对苯二甲酸中存在的杂质；

(c)进行结晶以得到在含水介质中含有纯对苯二甲酸结晶的浆液；

(d)在第一区在高温和高压下通过过滤悬浮液由过滤器表面除去含水介质，从含水介质中分离PTA，得到湿的结晶物质，所述高压由蒸汽相的流体形成；

(e)在高温和高压下将所述湿的结晶物质输送至第二区，不使所述物质形成浆液，将含水洗涤液加入所述物质中，同时进行过滤，由此洗涤液通过该物质和第二区的过滤表面，第二区的所述高压由蒸汽相的流体形成；

(f)在低压下将洗涤的结晶输送至第三区，不使该结晶形成浆液，所述输送由压力分离设备进行；和

(g)用在步骤(d)中得到的含水介质和/或在步骤(e)中使用的洗涤液和/或所述加压流体加热压力分离设备。

优选用洗涤液加热压力分离设备，在用于步骤(e)之前洗涤液与该设备进行热交换。

至少在第一和第二区，穿过过滤表面优选保持压差，以致在过滤表面的低压侧的压力与步骤(c)后的压力基本相同或较大。

步骤c通常在串联的结晶器中进行，其中压力和温度逐渐降低。因此，所述压力差是这样的，以致在过滤表面的低压侧的压力至少等于最后结晶器中的压力，通常超过大气压，例如1.5-15巴，优选3-10巴(bara)。

优选压力差是这样的，以致在每个所述区中过滤表面的低压侧的压力至少等于步骤(c)后的压力。

步骤(d)和(e)通过将所述浆液排放在可移动的过滤材料上有利地进行，使对苯二甲酸通过所述第一区，其中从浆液中过滤出所述含水介质，再进入第二区，其中所述结晶物质通过使所述含水洗涤液通过所述物质进行洗涤。

用这种方法，避免了对苯二甲酸形成浆液。通过过滤表面进行过滤是用下述方式进行的，过滤表面的低压侧的压力不低于所述的超大气压力，可从对苯二甲酸中除去液体，基本上不伴随急骤蒸发，因此，减少了可溶杂质沉淀和污染提纯的对苯二甲酸的倾向。此外，还减少了物质沉淀和弄污过滤介质的倾向。

过滤材料是合适的金属网或包括合适的耐湿塑料的织物。过滤表面是合适的带状的，优选连续和间断移动的连续的带子，以输送含对苯二甲酸的物料通过第一和第二区。

在本发明的生产方法中使用的CTA通常由在含有乙酸的液体反应介质中对二甲苯的氧化，产生CTA在反应介质中的浆液得到。但是，我们不排除CTA用其他路线得到的可能性，例如用化学处理聚对苯二甲酸亚烷基酯得到。液体反应介质通常混入催化剂，例如可溶于反应介质钴/锰/溴化物催化剂体系。氧化反应适于在氧源例如空气存在下进行，反应压力5-30巴(绝对)，在离开反应器的气体中优选的氧浓度为0-8％(体积)，反应温度150-250℃。反应适于连续进行，优选在有搅拌的反应器中进行。反应是放热的，反应热可以简便地通过由反应介质中蒸发水和乙酸除去。

由反应介质中蒸出的水和乙酸优选进行蒸馏，得到含有低水含量的乙酸。用该方法得到的低水含量的乙酸可以送入氧化步骤，由蒸馏回收的水可以用作溶解CTA的含水介质和/或洗涤PTA的含水洗涤液。

在我们的在先的共同待审查的EP-A-502628中公开的方法中，在氧化步骤后产生的CTA可以按常规用离心法从反应介质中分离并干燥，但是更有利的是优选连续地将反应介质换成含水介质，得到在含水介质中含有CTA的对苯二甲酸液流。

在需要时，在CTA与含水介质混合得到含有对苯二甲酸溶液后，得到的溶液可以直接送入加氢步骤，或用另一种方法，可以在将其送入加氢步骤之前进行处理。所述处理可以包括将含有对苯二甲酸的水溶液氧化以提高对苯二甲酸母体化合物特别是4-CBA向对苯二甲酸的转化率。所述氧化可以在水相中用空气或气体氧进行，或可以使用非气体氧化剂。

在粗对苯二甲酸产物的提纯中使用的合适的多相催化剂是载体上的贵金属催化剂，例如在惰性载体如碳上的铂、铑和/或优选钯。反应适于在250-350℃在氢气存在下将含有对苯二甲酸和杂质例如4-羧基苯甲醛的对苯二甲酸溶液通过溢流的催化剂床来进行。合适的溶液含20-50％(重量)对苯二甲酸。

在还原后在结晶过程中对苯二甲酸溶液适于冷却至温度100-200℃，优选135-180℃，压力3-10巴，得到提纯的对苯二甲酸固体产物。

需要回收至少部分在第一区中排出的含水介质和至少部分在第二区通过过滤器表面排出的含水洗涤液，并直接或间接与CTA混合。希望这样的含水洗涤液和/或介质构成至少部分与CTA混合的含水介质。

如果将含水介质和含水洗涤液循环，在与CTA混合之前将他们混合在一起形成单一液流。含水介质和含水洗涤液可以用例如蒸馏和/或蒸发处理，按照需要，或者在混合之前单独处理，或者在它们混合后，在与CTA混合之前以单一液流处理，得到基本上纯的水或至少部分消除对-甲苯甲酸。

所述的含水介质和/或洗涤液的处理也可以包括冷却，优选冷却到温度15-100℃，或含水介质和/或洗涤液的蒸发，得到不太纯的沉淀物和剩余的母液，然后适当分离。在CTA用与提纯设备联合的氧化设备生产时所述不太纯的沉淀物返回氧化设备的氧化步骤。母液可以进一步处理和/或用作与CTA混合的含水介质。

第二区最好包括单独的洗涤步骤，其中洗涤液仅以单一液流或在洗涤液分离后以多个液流，通过过滤表面一次。在需要时第二区可以包括一系列洗涤步骤，其中洗涤液多次通过过滤表面。系列洗涤步骤可以是并流的，但是优选逆流的，其中在每步骤中(最后步骤除外)，进入的通过湿的结晶物质和过滤表面的含水洗涤液是在以后步骤中通过湿物质和过滤表面的含水洗涤剂。在最后步骤中含水洗涤液优选是进入的新鲜水。

洗涤液优选在与进入第二区的所述物质温度基本相同的温度下加入，以至避免与急骤蒸发或骤冷有关的问题(随之发生的杂质沉淀问题)。

合适的洗涤液至少部分是在有水时氧化步骤中蒸出乙酸和水后在上述蒸馏步骤中与乙酸分离的水，或在该方法中从其他水流，例如从处理含水洗涤液和/或介质得到的水。这是有利的，因为减少了加入新鲜水并排出该过程中的水。

通常，在过滤器的一侧比另一侧压力高时，所述第一和第二区中的过滤表面与对苯二甲酸结晶物质放入的过滤器表面一侧的压力差至少0.05巴。优选压力差0.1-10巴，更优选0.2-3巴，特别是0.2-1巴，例如0.3巴。

过滤器低压侧的实际压力保持在这样的压力，以至在第二区中的含水洗涤液和在合适时通过过滤器表面除去的第一区中的含水介质基本保持在液相中。

过滤表面的高压侧优选保持在高压，希望在2-15巴，特别是3-10巴，希望大于该方法中上述降压步骤的压力。

对苯二甲酸悬浮液适于在温度至少60℃，优选100-200℃，特别是120-180℃加入第一区。

浆液适于通过下述方式沉淀：进料的饱和压力低于过滤介质低压侧(下流)的绝对压力。

对苯二甲酸在高温和高压下的沉淀是有利的，因为含水介质在高温下不粘可改善过滤。此外，在高温下没有杂质例如对甲苯甲酸与对苯二甲酸产物的共结晶。因此，得到高纯度的对苯二甲酸产物，并且在过程中需要循环的含水介质中有相应的高含量的杂质，例如对甲苯甲酸。高温也可能进行热量回收，因此，可变费用减少。

现在仅参考附图用实施例说明本发明。在附图中：

图1是本发明的对苯二甲酸生产方法的流程图；

图2是用于图1方法和联合的分离和洗涤步骤的带式过滤器系统的示意图；

图3是用于从高温和高压区向低温和低压区输送对苯二甲酸的装置示意图；和

图4是用水蒸汽形成压力的带式过滤器系统的示意图。

参考图1，由管线1向反应器A中加入含有溶解的催化剂的对二甲苯和乙酸，所述催化剂含有钴、锰和溴离子，经管线2加入空气。由反应器A出来的产物经管3进入结晶部分B。反应器A中的温度通过蒸发反应器中的乙酸和水的混合物控制，混合物经管线4进入冷凝系统C，反应器A的温度一般高于150℃。大部分冷凝液经管线5返回反应器A，不凝气经管线6排放。为了控制反应器A中水含量，部分冷凝液从冷凝系统中经管线7排除，进入蒸馏塔D。

在结晶部分B中温度降至约80-150℃，由此产生的含有在反应母液(主要是乙酸)中的结晶的对苯二甲酸的悬浮液进入分离部分B。乙酸和水可以从结晶部分B中回收。经管线8进入蒸馏塔D和/或经管线9a进入反应器A。结晶部分B一般包括一系列结晶器，其中由氧化反应器A放出的悬浮液的压力和温度逐渐降低。在本发明的一个典型实施方案中，得到的粗对苯二甲酸在乙酸基母液中的悬浮液压力降低至0.5-2巴，温度降低至90-130℃。

分离部分E可以是通用的离心和干燥设备，但是优选联合的分离和洗涤部分，其中进行连续的溶剂交换过程，例如在我们的在先的EP-A-502628中公开的。从E部分回收的反应母液经管线9和9a部分返回反应器A，任选首先与管线1中含有的新鲜催化剂、对二甲苯和乙酸混合。任何剩余的反应母液和任何洗涤液适于加入蒸发部分F，其中水和乙酸蒸汽经管线10放出，冷凝，经管线10a进入反应器A中，或者任选经管线10b进入蒸馏塔D中。副产物和催化剂经管线11放出。

由分离部分E回收的固体物料，即粗对苯二甲酸(CTA)在一些情况下可适用于一些聚酯最终产物的生产，在这时，粗对苯二甲酸可被萃取，不进一步提纯就用于聚酯的生产中。在该情况下，湿的CTA滤饼从在联合的分离和洗涤部分中的高压和高温条件向低压，即大气压输送。

但是在需要纯度较高对苯二甲酸时，将CTA输送入形成悬浮液部分G中，在G部分中CTA结晶与水重新形成悬浮液，所述水是由蒸馏塔D经管线12，12a回收的，和/或可以是经管线13循环的母液，经管线14循环的母液的其他水和/或经管线15的软化水。在该部分中产生的悬浮液在H部分中加热至例如250℃-350℃，形成CTA的含水溶液，将其加入反应器J中，在其中在固定床钯催化剂上与氢反应，还原在该溶液中的杂质，然后在结晶部分K中结晶。在结晶部分K中调节该溶液冷却的温度和冷却速度以产生合适纯度的需要的对苯二甲酸产物。结晶部分K一般包括一系列结晶器，其中加氢的溶液的压力和温度逐渐降低。在本发明的典型实施方案中，得到的提纯的对苯二甲酸在含水母液中的悬浮液的压力降低至3-10巴，温度降低至135-180℃。

在结晶部分K的最后步骤出来的悬浮液在最后结晶步骤的压力和温度下输送至L部分中，其中进行联合的分离和洗涤过程。这样，在L部分中PAT结晶从含水母液中分离出来，分离的PTA产物用水洗涤，所述水可以从塔D经管线12，12b得到，从回收部分M经管线17得到，和/或由管线18加入的新鲜水，在洗涤后由管线19回收PTA产物。从L部分分离的含水母液经管线13a加入回收部分M中和/或经管线13加入悬浮液形成部分G中。

在M部分中将含水母液蒸发或进一步冷却，以回收另外的不太纯的对苯二甲酸固体沉淀，并经线20返回反应器A。在M部分母液的温度可通过在例如大气压下从其中闪蒸水蒸汽而降低。所述水蒸汽可通过由管线22进入蒸馏塔D中蒸馏来提纯，如果需要在L部分中用作为洗涤液，或者用于工艺中的其它地方或者放掉。剩余的液体可以冷却或进一步蒸发和从其中分离固体在需要时经管线20循环至反应器A。

从M部分回收的母液一部分可以经管线22返回蒸馏塔D，并按下文描述的方法处理，可以经管线14返回悬浮液形成部分G和/或经管线21放掉。如果蒸发含水母液，优选将蒸发的水经管线14返回悬浮液形成部分G。

蒸馏塔D分馏从冷凝器系统C的反应介质中蒸发的水和乙酸的混合物，并在需要时进行改进，用于处理从F和M分离的母液。塔D包括三个区：上区包括例如5个理论级，中区包括例如45个理论级，下区包括例如5个理论级。部分从反应区A中蒸出的乙酸和水的混合物经管线7与任选管线8和/或10b一起进入塔D的中区和下区之间。与对苯二甲酸沉淀分离的母液经管线22在上区和中区之间进入塔D。乙酸和重物质经管线23从塔D的底部进入反应器A。水在冷凝器中冷凝，可以经管线12再用于工艺过程中。

参考图2，其表示适用于E和L部分进行联合的分离和洗涤过程的一个实施方案，所述方案是连续的带式过滤器单元形式，例如在Filtration and Separation(176页及以下，1979，3月/4月)中一般描述的Pannesivis过滤器。过滤器单元包括由辊子驱动的环形过滤带子100，在辊子周围该带子延伸至每端。带子密闭在密闭的外壳101中。带子100一般包括水平放置的上自由活动部分100a和下自由活动部分100b。外壳101的内部用合适的气体，例如在E部分中使用的过滤单元的情况下用氢气或在L部分中使用的过滤单元的情况下用氮气或水蒸汽加压。

虚线S和T表示区的位置，S线左侧是第一区，S和T线之间是第二区，T线右侧是第三区。对苯二甲酸在母液(即在E部分中的乙酸或在L部分中的含水介质)中的悬浮液经管线103加入第一区的带子上，母液通过带子进入收集盘104，从104经管线105排出，留下对苯二甲酸结晶的第一湿沉淀，第一湿沉淀送入第二(中)区(在箭头A的方向)。在第二区，含水洗涤液，例如水，经管线106加入，通过带子进入收集盘107中，产生第二湿沉淀。含水洗涤液经管线108排出。然后第二湿沉淀送入第三区(在箭头B的方向)，从带子上排出，收集在接受器109中，回收，然后，在CTA情况下用含水介质形成悬浮液或在PTA情况下进行干燥。

经管线106加入的水可以从图1所示的管线12b、17和/或18(L部分)得到或管线12c(E部分)得到或其他合适水源得到。通过盘104和107对上自由活动部分100a上形成的滤饼进行抽吸，将盘连接在一起在与带子移动方向平行的方向上以一个单元往复移动。在盘由左向右移动中，进行抽吸，将液体吸过上自由活动部分100a而在盘返回移动中抽吸停止。在滤饼上面的区域和过滤介质的下流侧(即盘的内部)之间穿过过滤带子的压力差一般是约0.6巴。在L部分的情况下，过滤介质下流侧的压力至少与结晶部分K的最后步骤的压力相同。用于滤饼的洗涤液用滤饼上流侧和过滤介质下流侧之前的压力差通过滤饼，并用下述方式使用，洗涤液置换滤饼中的剩余母液而不产生沟流。可以理解洗涤液可用于单一步骤，也可用在沿着过滤器带子移动路径的许多位置使用洗涤液的一系列步骤。在该情况下洗涤液可以并联或串联，并流或逆流形式使用。从每个过滤带子单元回收的母液和洗涤液以根据图1描述的方式使用。这样，在过滤单元L部分的情况下，母液和回收的洗涤液可以合并，然后进行冷却或蒸发，产生不太纯的对苯二甲酸沉淀，将其循环至反应器A。剩余的母液/洗涤液可以进一步处理，例如还原对甲苯甲酸，然后循环至悬浮液部分G在反应器J中进行加氢反应之前用于溶解CTA。

E和L部分可以用在压力下操作的其他形式过滤单元实现，例如，过滤单元可以由压力鼓式过滤器，例如在过滤技术领域中熟知的多室压力鼓式过滤器，或旋转圆筒过滤器构成。

在稍高于大气压的压力下进行分离和洗涤过程时，根据本发明，需要将洗涤的粗或纯对苯二甲酸输送到在低压下(例如在大气压下)操作的设备中，用正位移设备可将湿的滤饼从高压区输送至低压区，正位移设备也用于将高压区和低压区彼此分开。例如，从图2的过滤单元排入接受器109的PTA滤饼可以在低压下用各种设备例如可变的螺旋阀或回转阀设备输送至干燥设备。

图3简略地说明粗或纯的对苯二甲酸从高温高压状态的过滤和洗涤部分200(可以由压力过滤系统例如Pannevis过滤系统构成)向在大气压下操作的旋转干燥器202进行输送的一个实施方案。如上所述，将CTA或PTA悬浮液由管线204加入过滤和洗涤部分，母液由管线206排出，并循环，等等。在悬浮液的最初过滤后，温的对苯二甲酸结晶物质与由管线208加入的洗涤液(通常是清水)接触。从洗涤液源210供给的洗涤液被预热，例如在热交换器212中与汽源211的水蒸汽热交换，以至洗涤液处在与洗涤的对苯二甲酸相同的温度下。洗涤的对苯二甲酸在洗涤过程中进行过滤，得到的湿的结晶物质由回转阀或正位移设备214，例如柱塞泵或递增中空进料泵加入干燥器202。递增中空进料泵是熟知的，这种泵的一个制造商是Robbins & MeyersLimited of Chandlers Ford，Hampshire，UK。

安装设备214以将过滤和洗涤的高压区和干燥器202操作的低压(例如大气压)区分开。需要设备214在相当高的温度下处理湿的对苯二甲酸结晶，因此可能产生温差，由于热膨胀作用可能发生故障。在操作中彼此相对移动设备的零件间余隙和公差对设备的性能，特别是确保在高压区和低压区之间充分的压力分离是关键的。此外，重要的是由于热膨胀作用的结果设备不应卡住。

为了使安装的设备有限定的余隙和紧密的配合，应加热设备以便保持设备温度基本均匀。如图3所示，所述加热用加热的洗涤液进行。这样，由洗涤液源210加入的洗涤液首先由加热器212加热，经管线216加入设备214进行热交换，然后该液体经管线218加入入口管208中。阀220连接管线216和218，控制该阀调节用于加热设备214的洗涤液量。这样用洗涤液可以保证该设备加热至与从过滤和洗涤部分200得到的热固体物质基本相同的温度，由于水被用于洗涤对苯二甲酸滤饼，必须与滤饼处于基本相同的温度和压力下。洗涤液和设备之间的热交换可以用例如包括至少有部分夹套的设备进行，洗涤液通过夹套循环。市场上可买到的正位移设备例如递增中空进料泵经常安装有夹套以便进行设备冷却。这样，与通常的实践不同，在本发明中夹套用于加热设备。

除了用于加热设备外，洗涤液也可以用于洗涤和/或润滑受摩擦设备和密封面和其他另件。在该情况下有利的是水压力等于或大于上流滤饼的压力，这样可以调节密封上的压差使固体进入设备而不是让其通过密封。

在另一个实施方案中不同洗涤液加热设备214，加热流体可以由其汽相用于形成过滤介质上流侧压力的流体构成，参考图4，用于使过滤介质上流侧加压的流体由在液体中即水中存在的溶剂组分构成，其中悬浮液由提纯对苯二甲酸得到。如图4所示，联合的过滤和洗涤系统包括外壳400，其中有连续的被驱动的过滤带子402，以便上自由活动部分从左向右移动。过滤带子402的上自由活动部分移动过A、B和C三个区。对苯二甲酸在含水液体中的悬浮液由管线403加入第一区的带子上，含水液体与辅助的加压流体即水蒸汽(由结晶部分K或其他处得到)通过带子402，水蒸汽用于扩大在带子402的上自由活动部分上面的空间和上自由活动部分下面的空间之间的压力差。通过A区的带子402的含水液体收集在放在带子402的上自由活动部分下面的收集器404中，并从盘404由管线405排出，留下第一湿沉淀物，将第一湿沉淀物送入第二区B。含水液体由管线405进入滤液罐406。

在B区中含水洗涤液例如水与辅助的加压蒸汽由管线408和一组喷咀410加入，通过带子402至收集盘412，得到第二湿沉淀物。含水洗涤液由管线414排出，进入滤液罐406。然后第二湿沉淀物通过C区，在其中从带子402的上自由活动部分放出，在点416收集，回收，然后任选干燥，得到基本干燥的纯对苯二甲酸。在滤液罐406中收集的水由管线420和水位控制阀422放出，按照上面关于L部分中描述的方法处理。

虽然所示在过滤后收集的所有液体收集在一般的收集容器即滤液罐406中，但是显然沿着过滤介质在不同位置收集的液体可以汇集，按照需要供给不同收集点。另外，如上所述，在接近上自由活动部分移动路径的终点的位置收集的液体不放入滤液罐406，而用于在其前面的位置洗涤沉淀物。同样从后面位置收集的液体可以用于在其前面位置进行洗涤，等等。

加压的水蒸汽在包括压缩机424和阀426(由不同的压力传感器428控制)的环路中循环，水蒸汽从带子402的上流侧通过滤饼和过滤介质进入带子上自由活动部分下侧(下流侧)，从此其与过滤的含水介质一起进入滤液罐406。形成的水蒸汽在需要时用由压力传感器434控制的阀430或432加入系统中或从系统中排出。在另一实施方案中使系统加压的水蒸汽的排出和形成可用与得到悬浮液的结晶器连接的平衡管线进行。在该情况下不需要阀430和432和传感器434。如上所述，在进行过滤过程中，在过滤器的上流和下流侧的压力和温度保持基本相同，即等温操作，以至基本避免了在过滤操作中引起超饱和状态，因此，避免了液体的其他可溶组分的沉淀，和避免了产品质量下降和/或过滤介质堵塞。实际上，水蒸汽的压缩使热进入循环的水蒸汽中。用于调节或控制温度。例如，可以用将水蒸汽在压缩后通过热交换器或用控制注入水(取决于需要的加热或冷却)至循环蒸汽中调节其温度达到，以至进入过滤系统的水蒸汽温度在希望的范围内。

当然，在图4的实施方案中进行循环的至少部分水蒸汽可进行与图3的压力分离设备有关的热交换，以便进行上述的加热。

Claims (20)

1.从高压区向低压区输送颗粒物质的方法，在高压区中颗粒物质与流体在高温下接触并进行固-液分离过程，所述方法包括用压力分离设备输送从所述固-液分离过程中得到的颗粒物质，和加热所述设备以补偿温度差，否则，将会在设备中由与通过该设备的热颗粒物质接触产生温度差。

2.根据权利要求1的方法，其中设备由所述流体加热。

3.根据权利要求1或2的方法，其中在高压区中在流体与所述颗粒物质接触之前用所述流体加热设备。

4.根据权利要求1或2的方法，其中在高压区中在流体与所述颗粒物质接触之后用所述流体加热设备。

5.根据权利要求1至4任一的方法，其中固-液分离过程包括洗涤步骤，其中洗涤介质与颗粒物质接触，然后与颗粒物质分离，从而减少了颗粒物质中存在的污染物含量。

6.根据权利要求5的方法，其中所述设备至少部分是用在所述高压区中洗涤固体物质的流体加热的。

7.根据权利要求6的方法，其中所述洗涤液在高压区中与颗粒物质接触之前与所述设备进行热交换。

8.生产对苯二甲酸的方法，其中在高温和高压区中，用洗涤液洗涤对苯二甲酸结晶物质，产生洗涤的对苯二甲酸结晶的湿物质，所述湿物质不形成浆液被输送入低压区，所述输送通过用所述洗涤液加热的压力分离设备进行。

9.根据权利要求8的方法，其中洗涤步骤优选作为联合的分离和洗涤过程的一部分进行，首先过滤在反应介质中CTA或PTA结晶浆液，得到湿的TA结晶物质，然后洗涤湿物质，除去剩余的反应介质，过滤和洗涤步骤用相同的操作设备进行。

10.从含有可溶物质的液体中分离颗粒状固体物质(通常为结晶形状)的方法，所述方法包括：

用过滤介质过滤浆液；

通过将加压流体加入过滤介质的上流侧，在过滤介质的上流侧和下流侧之间形成压力差，所述加压流体至少部分由液体的溶剂组分的蒸汽相组成，由此，在与所述加压流体接触时液体中所述溶剂组分的急骤蒸发基本上被抑制；

用压力分离设备从过滤介质的上流侧向低压区输送过滤的颗粒物质；

由用于对过滤介质的上流侧加压的所述流体加热所述设备。

11.粗对苯二甲酸的提纯方法，包括：

(a)将粗对苯二甲酸溶于含水介质中形成含有对苯二甲酸的溶液；

(b)在还原条件下和在高温和高压条件下使对苯二甲酸溶液与氢接触，化学上还原至少一些在粗对苯二甲酸中存在的杂质；

(c)进行结晶以得到在含水介质中含有纯对苯二甲酸结晶的浆液；

(d)在第一区在高温和高压下通过过滤悬浮液由过滤器表面除去含水介质，从含水介质中分离PTA，得到湿的结晶物质，所述高压由蒸汽相的流体形成；

(e)在高温和高压下将所述湿的结晶物质输送至第二区，不使所述物质形成浆液，将含水洗涤液加入所述物质中，同时进行过滤，由此洗涤液通过该物质和第二区的过滤表面而除去，第二区的所述高压由蒸汽相的流体形成；

(f)在低压下将洗涤的结晶输送至第三区，不使该结晶形成浆液，所述输送由压力分离设备进行；和

(g)用在步骤(d)中得到的含水介质和/或在步骤(e)中使用的洗涤液和/或所述加压流体加热压力分离设备。

12.根据权利要求11的方法，其中用洗涤液加热压力分离设备，该洗涤液在用于步骤(e)之前与设备进行热交换。

13.根据权利要求11或12的方法，其中至少在第一和第二区保持穿过滤表面的压力差，以至在过滤表面的低压侧的压力基本上与步骤C后的压力相同或较高。

14.根据上述权利要求中任一的方法，其中压力分离设备包括回转阀。

15.根据权利要求1至13中任一的方法，其中压力分离设备包括正位移设备。

16.根据权利要求1至13中任一的方法，其中压力分离设备包括柱塞泵、螺旋进料设备或递增进料设备。

17.根据上述权利要求中任一的方法，其中用于加热压力分离设备的流体包括在所述高压区中用于工艺过程中颗粒物质的蒸汽。

18.适于从高压区向低压区输送热的湿颗粒物质的压力分离设备，其装有加热所述设备的装置，所述加热与流过该设备的物质无关。

19.根据权利要求18的设备，其中该设备装备有夹套和使流体通过夹套环流的装置。

20.从包括颗粒物质和液体的浆液中分离颗粒状固体物质的分离装置，包括可在高温和高压条件下操作的联合的分离和洗涤设备和在高温和高压条件下接受分离和洗涤的固体物质并将所述固体物质输送到低压区的压力分离设备，用于加热所述设备的装置，所述加热与通过所述设备的结晶物质无关。

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