CN1968917A - 用于对苯二甲酸过滤处理的改善过滤制备方法 - Google Patents

Abstract

一种制造对苯二甲酸的方法，包括：a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，和b.不向粗产品流中添加新鲜乙酸，从所述粗产品流中分离一部分溶剂、催化剂和至少一种杂质，以形成：bi)包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流，和bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体的脱水粗对苯二甲酸组合物。此方法的优点在于能从母液流中除去更高浓度的杂质和/或催化剂，和/或以更低的流速向杂质去除和/或催化剂回收工序提供母液流，从而降低此工序中所需设备的尺寸。

Description

用于对苯二甲酸过滤处理的改善过滤制备方法

1.发明领域

本发明涉及制造对苯二甲酸的装备和方法。

2.发明背景

对苯二甲酸是通过在含Co/Mn催化剂的包括乙酸在内的溶剂中将对二甲苯氧化成对苯二甲酸来制备的。氧化之后，对苯二甲酸以粗固体的形式与副产品和含催化剂的液体反应介质分离并悬浮在包括新鲜乙酸在内的液体中。首先将悬游固体从所获得的作为母液的受污染乙酸溶液中分离。然后，通过萃取和蒸馏分离和除去可溶的副产品，并将回收的乙酸溶液和催化剂再循环到氧化工序。把悬浮在新鲜溶剂中的对苯二甲酸产物提供给重氧化和结晶工序。然后，将晶体产物脱水和干燥。

对苯二甲酸以粗固体形式从液体反应介质中的分离通常在离心机中进行。在此过程中，固体形式的对苯二甲酸从乙酸溶液中分离以，一方面，回收溶解在其中的催化剂，另一方面，除去不希望在最终产物中出现的着色物质等副产品。通常，使用具有立轴和前置旋转过滤器的洗涤离心机，以防离心机的转子喷嘴被可能形成的大决结构阻塞。负载乙酸溶液被干净乙酸的液体替换是在洗涤离心机中进行的。带有减少的催化剂和杂质的对苯二甲酸离开离心机并到达下溢池。进料流中的固体比率与典型的来自下溢池的精制后的对苯二甲酸流的固体比率大小基本相同，为约30wt％。由来自粗对苯二甲酸流的乙酸、洗涤乙酸、催化剂和杂质组成的母液组合物脱离洗涤离心机并作为母液到达用于回收催化剂和除去杂质的溢水池。催化剂回收和/或杂质去除可以通过诸如但不仅限于过滤、蒸馏和萃取等工艺步骤来实现。回收的乙酸溶液和催化剂被再循环到氧化工序。

改善从母液组合物中去除杂质和催化剂的效率是人们所期望的。我们发现有效去除母液组合物中的催化剂和杂质的关键既在于组合物本身的性质、又在于母液流的流速。换言之，我们发现组合物的流速和性质是影响从母液中去除催化剂和杂质的效率的重要因素。

3.发明概述

我们发现改变母液组合物的流速和/或改变母液组合物将提高从母液组合物中去除催化剂和杂质的效率。我们还提供同时改变母液组合物和改变其流速的解决方案。现在提供一种制造对苯二甲酸的方法：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，

b.不向粗产品流中添加新鲜乙酸，从所述粗产品流中分离一部分溶剂、催化剂和至少一种杂质以形成：

bi)包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于原料流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体浓度的脱水粗对苯二甲酸组合物，

其中母液流中所有催化剂组分的浓度基于母液流中所有液体的重量计为至少1000ppm。

在另一实施方案中，母液流的质量流速小于惯用方法中产生的流速。在此实施方案中：

a.包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流从氧化反应器中排出；

b.将此流以第一流速输入诸如离心机或过滤器等分离装置中，优选离心机或过滤器，并在能有效产生以下两部分的条件下进行分离：

(bi)以第二流速流动的包含溶剂、催化剂和杂质的母液流，和

(bii)相对于输入分离装置的粗对苯二甲酸流中的固体含量来说、粗对苯二甲酸固体得到富集的脱水粗对苯二甲酸流，优选地富集至少25％，更优选地至少50％；

其中第二流速满足以下关系式：

            第二流速＝Q×第一流速，且

                 Q是0.2-0.8之内的值

在第三实施方案中，通过以下步骤制造对苯二甲酸：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，并且

b.以第一流速向分离装置中输入该粗产品流并在分离装置内从所述粗产品流中分离一部分溶剂、催化剂和至少一种杂质以形成：

bi)以第二流速流动的包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流；和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体的脱水粗对苯二甲酸组合物；

其中母液流中所有催化剂组分的浓度基于母液流中所有液体的重量计为至少1000ppm，且第二流速满足以下关系式：

            第二流速＝Q×第一流速，且

                Q是0.2-0.8之内的值

在另一实施方案中，提供了一种制造对苯二甲酸的方法，它包括：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，

b.不向粗产品流中添加新鲜乙酸，在50℃-200℃的温度和30-200psig的压力下于1分钟或更短的时间内从所述粗产品流中分离一部分溶剂和催化剂以形成：

bi)包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流，和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体浓度的脱水粗对苯二甲酸组合物。

4.附图简述

图1是制造和精制粗对苯二甲酸的常规方法的工艺流程图。

图2是使用水平取向的沉降离心机制造和精制对苯二甲酸的工艺流程图。

图3是比较沉降离心机与传统的洗涤碟式离心机的浓缩母液中杂质的下游效果。

5.发明的详细说明

参考本发明的以下详细说明，包括其中引用的附图和其中提供的实施例，可以更容易地理解本发明。

应当注意，在本说明书和附加的权利要求书中，除非在上下文中另外明确指明，″一″和″该″等单数形式包括所涉及对象的复数形式。例如，处理一个流的意思包括处理多个流。

″包括″或″包含″是指至少所提及的成分、或所提及的工艺参数或所提及的装置必须存在于装置和工艺中，但并不排除其它成分、工艺参数或设备的存在，即使其它所述其它成分、工艺参数或设备与所提及的具有相同的作用。此外，″包括″一词还存在在所提及的步骤或设备之前、之后或之间插入或使用工艺步骤或设备的可能。

在整个说明书和权利要求书中，向所指容器或从所指容器向提及的另一容器输入一种流并不仅限于直接供给、插入工艺步骤和装置，且不排除在输入所指容器的途中改变该流组成的可能。例如，粗对苯二甲酸流在到达用于所要求的方法中的分离容器之前可以通过下溢池、一或多个后氧化反应器、和/或一个或多个结晶器中的任何一个或它们的组合。

所提及的范围包括所述范围之间的任何整数和分数，也包括所述范围的端点。如果说一个范围为至少某个值则此范围包括大于所述值的值。如果说一个范围为不大于某个值则此范围包括小于所述值的值。

本发明的方法导致从分离装置中产生一个与来自洗涤分离装置的母液相比具有更小流速和更少量(固体和液体)的母液流，从而使得可以使用更小的设备来从母液流中等量地去除/回收催化剂和杂质或在等效的母液流流速下增大去除/回收。

在常规方法中，在洗涤碟式离心机中使用新鲜溶剂作洗涤介质来制造被该洗涤介质(例如乙酸)稀释的母液组合物。洗涤分离装置使用输入其中的洗涤介质如乙酸从粗对苯二甲酸固体中分离一部分催化剂和杂质。结果形成一个高流速的母液流，使得必须使用更大尺寸的下游精制和/或回收设备来处理该质量流量，和/或一个具有低浓度催化剂组分的母液流。在本发明的方法中，产生了以下任意一种母液组合物：

a.在和来自洗涤碟式离心机的母液流处于相同质量流量下，具有更大的催化剂和/或杂质浓度，或

b.与来自洗涤碟式离心机的母液流相比在相同的催化剂和/或杂质浓度下具有小得多的质量流量，或

c.a)与b)的结合。

此结果是通过在分离过程中减少洗涤流的量或优选不再使用洗涤流，和通过控制分离装置的运行参数以及适当选择所用的分离装置来实现的。

在一个实施方案中，通过以下步骤制备对苯二甲酸：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，

b.不向粗产品流中添加新鲜溶剂，从所述粗产品流中分离一部分溶剂、催化剂和至少一种杂质以形成：

bi)包含所述被分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流；和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体浓度的脱水粗对苯二甲酸组合物；

其中母液流中所有催化剂组分的浓度基于母液流中所有液体的重量计为至少1000ppm。或者，母液流中所有杂质的浓度为至少500。在任一种情形下，所有催化剂组分和/或杂质的浓度在从分离装置中排出且未进一步例如在闪蒸器中处理时都至少为1300，或至少为1700。

在另一实施方案中，母液流的质量流速小于惯用方法中的。在此

实施方案中：

a.包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流从氧化反应器中排出；

b.将此流以第一流速被输入诸如离心机或过滤器，优选地离心机，或过滤器等分离装置中，并在能有效地产生以下两部分的条件下进行分离：

bi)处在第二流速的包含溶剂、催化剂和杂质的母液流，和

bii)相对于供应给分离装置的粗对苯二甲酸流中的固体含量来说粗对苯二甲酸固体富集的脱水粗对苯二甲酸流，优选地富集至少25％，更优选地至少50％；其中第二流速满足以下关系式：

         第二流速＝Q×第一流速，且

             Q是0.2-0.8之内的值

由于期望降低用于处理母液流的精制设备的尺寸，所以可取地Q为0.7或更小，或者为0.6或更小。

在第三实施方案中，提供了前面两个实施方案的一种组合来制备既将催化剂和/或杂质二者都富集、又具有比供应给分离装置的粗产品流的第一流速小的第二流速的母液流。在本发明的此第三实施方案中，通过以下步骤制造对苯二甲酸：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，和

b.以第一流速向分离装置中输入该粗产品流并在分离装置内从所述粗产品流中分离一部分溶剂、催化剂和至少一种杂质以形成：

bi)以第二流速流动的包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流；和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体的脱水粗对苯二甲酸组合物；

其中母液流中所有催化剂组分的浓度基于母液流中所有液体的重量计为至少1000ppm，且第二流速满足以下关系式：

           第二流速＝Q×第一流速，且

               Q是0.2-0.8之内的值

在这些实施方案中，本发明都通过提供催化剂和杂质更富集的母液组合物实现了更有效的下游催化剂/杂质去除处理；下游设备的尺寸和占地可以减小；或二者兼得。

能在分离装置内有效产生富集的脱水物流且浓度更高和/或质量流量更低的母液流的工艺条件是在50℃-200℃的温度内进行所述分离。期望地，在分离装置中粗对苯二甲酸流的温度或在分离装置中施加于粗对苯二甲酸流的温度为从前面氧化容器排出的粗对苯二甲酸流温度的+/-30℃，或+/-15℃。分离装置内的压力在30-200psig的范围之内，以免溶剂过度汽化和杂质沉淀。

从氧化反应器排出的粗产品流通常包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂。粗产品流被直接或间接供应给用于从液体中分离固体的装置，然后从所述分离装置中(作为相对于供应给离心机的粗对苯二甲酸流中的固体含量来说粗对苯二甲酸固体得到富集的、脱水的粗对苯二甲酸流)排出。

如上所述，从氧化反应器流出的粗对苯二甲酸流向分离装置的供给可以是直接的也可以是通过其它容器如集液罐以整平流动中的脉动而间接进行的。此外，在氧化反应器与离心机之间可以设置能改变粗对苯二甲酸流组成的任何其他设备。

从氧化反应器排出的粗对苯二甲酸流包含粗对苯二甲酸固体，它可以实际上是固体沉淀形式的、或溶解在溶剂中的固体、或两者的混合物。所述固体含量可以通过沉淀析出所分析物流中的所有粗对苯二甲酸来测量。粗对苯二甲酸流中还包含杂质。杂质的例子包括4-羧基苯甲醛、对甲基苯甲酸、苯甲酸、异酞酸和芴酮。粗对苯二甲酸流中还包含催化剂、任选的促进剂如溴，和溶剂。

催化剂体系可以包含锆原子、镍原子、锰原子、钴原子、溴原子源和/或吡啶源。金属源可以以金属盐的形式提供，例如：硝酸盐、卤化物、硼酸盐或它们的具有2-22碳原子的脂族或芳族酸的阳离子盐。溴组分可以作为元素溴、化合物形式或阴离子添加。适合的溴源包括氢溴酸、溴化钠、溴化铵、溴化钾、四溴乙烷、苄基溴、4-溴吡啶、α-溴对甲基苯甲酸和溴乙酸。

总之，氧化反应器液相中催化剂组分的适当含量(非其化合重量)为结合的金属和溴原子总量的1000ppm到9000ppm，不过，需要的话，或多或少也可以使用，特别是在改变了氧化反应温度时。每种催化剂组分的重量含量都基于该原子的原子量，不管该原子是元素形式还是离子形式的。

一级氧化反应器内的液相氧化反应通常在有溶剂的情况下进行。适用的溶剂包括水和脂族溶剂。优选的脂族溶剂是脂族羧酸，它们包括但不限于C₂-C₆的单羧酸例如乙酸、丙酸、正丁酸、异丁酸、正-戊酸、叔戊酸、己酸及其混合物的水溶液。优选地，溶剂在氧化反应条件下是挥发性的以使其能够从氧化反应器中作为蒸气被抽出。还优选地所选溶剂是一种催化剂组合物在反应条件下可溶于其中的溶剂。

最常用于对二甲苯的氧化的溶剂是乙酸水溶液，通常乙酸浓度为80-99wt％，在特别优选的实施方案中，溶剂包含水与乙酸的混合物，其中的水含量为约2.5-15wt％。供应给一级氧化反应器的一部分溶剂可以从再循环液流中获得，其中所述再循环液流是在分离了粗对苯二甲酸流之后从母液流中含有的溶剂获得的。

从氧化反应器排出的粗对苯二甲酸流被以第一流速直接地、或通过任何类型或数量的容器，例如下溢池、后氧化反应器和/或结晶器，间接地供应给分离装置。不向在分离装置中的粗对苯二甲酸流添加新鲜溶剂例如乙酸，从粗产品流分离一部分溶剂(例如乙酸)、催化剂和杂质，以形成包含所述分离的溶剂、催化剂和杂质的母液组合物，和包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集浓度的粗对苯二甲酸固体的脱水粗对苯二甲酸组合物。对从物流中分离出的溶剂、催化剂和杂质的具体量没有限制，不过理想地将尽量多的这些成分分离到母液流中，以在一个步骤中最大化它们的回收并在一个步骤中有效地精制物流。

期望地，分离粗对苯二甲酸流以产生具有高浓度的催化剂和/或杂质的母液流。母液流中的催化剂浓度基于所有催化剂组分的重量与母液流中所有液体的重量的比。催化剂组分的例子与上面所举的用于一级氧化反应器的催化剂组分相同，基于它们的原子量。母液流中所有催化剂组分的浓度基于从分离装置排出的母液流中的所有液体的重量，优选地在至少1000ppm、或至少1500ppm、或至少2000ppm的浓度水平。

同样，母液流中所有杂质的浓度为至少1500ppm。杂质的浓度基于从分离装置排出的母液流中杂质的化合物重量。

包含剩余部分溶剂、催化剂和杂质的脱水粗对苯二甲酸组合物含有富集浓度的粗对苯二甲酸固体。由于设备的分离极限，仍有某些溶剂残留在脱水对苯二甲酸流中。但是，分离处理的结果，使得脱水粗对苯二甲酸流中的粗对苯二甲酸固体相对于供应给分离装置的粗对苯二甲酸流中的固体浓度是富集的。优选地，富集程度为至少25％、更优选地至少50％，甚至100％或以上，或者150％或以上，或者200％或以上。同上，富集程度的计算如下：

分离装置与氧化反应器通过流体相互连通。可以是直接或通过一或多个容器或过程的间接流体连通。分离装置至少具有用来接收粗对苯二甲酸流的入口，用于从粗产品流中分离一部分溶剂和催化剂、以形成母液组合物和与粗产品流中的固体浓度相比固体富集的脱水对苯二甲酸流的分离器，以及用于排出脱水对苯二甲酸流和母液组合物的出口。

适用的分离装置的例子包括离心机和过滤器。优选的离心机是沉降离心机。在此应用中立式与卧式离心机都适用。如上所述，适于提供富集的脱水对苯二甲酸流和脱水母液流的条件包括在约50℃到200℃，优选地140℃到约170℃和约30psig到200psig的压力下操作分离装置。过滤器的一个例子是Pannevis过滤器。滞留时间可以是适于除去一部分溶剂和产生浆料产物的任何滞留时间。期望地，粗对苯二甲酸流在分离装置中的滞留时间为1分钟或更短。滞留时间是在分离装置的入口处对粗对苯二甲酸流作的一个假想标记穿过分离装置并从母液流出口或脱水对苯二甲酸流出口排出的平均时间。离心机或过滤器可以以连续或分批的方式运行，优选地以连续方式运行。

因此，在本发明的另一个实施方案中，一种制造对苯二甲酸的方法包括：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，和

b.不向粗产品流中添加新鲜溶剂流，在500-200℃的温度和30-200psig的压力下在1分钟或更短的时间内从所述粗产品流中分离一部分溶剂和催化剂，以形成：

bi)包含所述被分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流；和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体浓度的脱水的粗对苯二甲酸组合物。

在一个实施方案中，分离和除去了至少50％的催化剂，并更优选地从粗对苯二甲酸流中除去至少85％的催化剂到母液流中。同样，可以分离和除去至少50％的杂质，并更优选地从粗产品流中分离至少85％的杂质到母液流中。其余的催化剂和杂质在脱水粗对苯二甲酸流中。

图1显示了过去被用于此工艺的典型的洗涤碟式离心机。在图1中，对二甲苯通过管路(2)、氧气通过管路(3)、乙酸和催化剂通过管路(4)输入反应器(1)中。在转化成粗对苯二甲酸之后，通过管路(5)将水蒸汽和乙酸蒸气从反应器(1)中抽出，而粗固体形式的粗对苯二甲酸与溶解在乙酸中的催化剂材料和杂质一起随剩余水经管路(6)首先进入能整平波动的集水池(7)中。然后，粗对苯二甲酸通过管路(8)输入旋转过滤器(9)，再通过管路(10)输入洗涤离心机(11)。旋转过滤器(9)能在一旦有粗对苯二甲酸大块时防止洗涤离心机(11)的转子喷嘴被阻塞。通过管路(6)抽出的粗对苯二甲酸固体的比例，在此说明性解决方案中，达约30wt％。在洗涤离心机(11)之内，包含于通过管路10输入的粗对苯二甲酸流中的负载的乙酸与通过管路(12)输入洗涤离心机(11)的新鲜乙酸之间发生液体交换。仍然具有约30％的固体浓度的粗对苯二甲酸通过管路(13)首先进入下溢池(14)，并从其中通过管路(15)通往后氧化反应器(未显示)。来自管路(13)的材料的处理并不局限于后氧化步骤；也可以进行其它单元操作。

在于洗涤离心机(11)中分离介质的过程中，含有催化剂材料和杂质的母液乙酸溶液通过管路(16)进入溢水池(17)并从其中通过管路(18)通往过滤处理单元(未显示)，以回收催化剂材料、去除杂质和回收乙酸。在离心机内部洗涤交换的过程中，作为浆料(10)的一部分输入离心机的液体被新鲜乙酸(12)自然稀释。这使得新鲜乙酸/供应给离心机的液体之比为0.1-1.5，优选地0.3-1.1。由于新鲜进料向洗涤离心机中的供应，母液流的质量(液体和固体)可以等于或大于新鲜乙酸/液体的进料比。在以下对洗涤和沉降离心机的说明之后将会有解释。

与洗涤离心机不同，沉降离心机具有实壁转筒，它围绕水平或垂直轴旋转并包含螺旋形的螺旋输送器以将固-液混合物进料分离成其固体和流体组分。或者，沉降离心机也可以具有筛网实壁转筒，此时固体在离开输送器之前被挤压通过实壁转筒的一个额外的穿孔筛网部分。

图2显示了本发明的实施方案。对二甲苯通过管路(2)，氧气通过管路(3)，乙酸和催化剂通过管路(4)输入反应器(1)中。在转化成粗对苯二甲酸之后，通过管路(5)将水蒸汽和乙酸蒸气从反应器(1)中抽出，而粗固体形式的粗对苯二甲酸与溶解在乙酸中的催化剂材料和杂质一起，随剩余水经管路(6)首先进入任选的能调节流动波动的集水池(7)中。然后，粗对苯二甲酸流通过管路(8)离开任选的集水池(7)并输入沉降离心机(19)，或者通过管路6离开反应器1并直接输入沉降离心机(19)。在此实施方案中，粗对苯二甲酸流不流经旋转过滤器直接输入离心机中。

在沉降离心机(19)中，粗对苯二甲酸流被脱水至剩余含水量为约20wt％。现在固体含量为至少约50％直到约85wt％的脱水粗对苯二甲酸流通过管路(21和22)从沉降离心机(19)通往接受容器、管道或池(14)，并且有管路(20)向其中输入新鲜乙酸。或者，新鲜乙酸可以通过管路(20a)直接在沉降离心机(19)的出口处输入管路(22)中而不是通过管路20供给乙酸。如果需要，新鲜乙酸可以通过管路20和20a输入脱水粗对苯二甲酸流。在卧式沉降离心机与接受容器(14)之间通过管路20a供给新鲜/乙酸的优点在于它避免了潜在的固体堵塞。脱水粗对苯二甲酸由此与干净乙酸混合直到固体含量为15-50wt％，以形成精制的对苯二甲酸组合物。例如，固体含量可以为30wt％。粗对苯二甲酸从接受容器(14)通过管路(15)流向后氧化反应器(未显示)。来自管路(21)的材料的处理并不局限于后氧化步骤；也可以进行其它单元操作。

在于沉降离心机(19)内分离介质的过程中，含有催化剂材料和杂质的部分或所有乙酸母液通过管路(16)进入接受容器、管道或池(17)，并从这里通过管路(18)通往闪蒸冷却和杂质去除步骤(未显示)。杂质去除步骤的一个例子可以从美国专利US4,939,297中找到，此专利完全引入本文供参考。

对照图1，粗对苯二甲酸流中的乙酸不与新鲜的乙酸进行交换，新鲜乙酸的加入并不发生在离心机转筒中。相反，母液乙酸首先在沉降离心机转筒中分离并通过管路16排入溢水池。在离心机转筒之外的排出壳体处或在离心机下游用供给的新鲜替换乙酸稀释脱水粗对苯二甲酸流。由此，在本发明的工艺中，包含乙酸和催化剂的母液乙酸被从粗对苯二甲酸流中分离出来形成相对于粗对苯二甲酸流的固体浓度来说粗对苯二甲酸固体浓度得到富集的脱水粗对苯二甲酸流，接着用新供给的乙酸稀释脱水粗对苯二甲酸流以降低固体浓度。

对母液做进一步处理以除去氧化步骤中产生的杂质并回收催化剂。在此工艺中使用沉降离心机的另一个优点在于，与洗涤离心机不同，所产生和供应给提取工艺以去除杂质的母液中杂质更加集中。现在可以用实施例对此进一步说明。

图3说明了传统的洗涤离心机与沉降离心机在对下游设备尺寸的要求方面的差别。由流(16)表示来自各离心机的母液，其被供应给贮存罐(17)，它相应于图1和图2中的各个流。为准备杂质去除，使用两级闪蒸(闪蒸1和闪蒸2)如所示对所述流进行逐级冷却。在闪蒸步骤中，溶剂以蒸气形式被从母液中除去导致供应给杂质去除步骤的母液中杂质进一步集中。图3所示的情形显示了洗涤离心机与沉降离心机相比所引起稀释的相对效应。所显示的每种容器的ppm水平表明在下流的过滤处理过程中除去和/或回收的某种杂质如间苯二甲酸或催化剂如钴的示例ppm水平。在图1的工艺中从洗涤离心机供应给闪蒸阶段的流16中的杂质或催化剂浓度与从沉降离心机供给的流(16)中的杂质或催化剂浓度(1740ppm)相比被稀释(1000ppm)，因为在前者中有新输入的乙酸被用作洗涤介质。紧接洗涤离心机的情形中的流程，在工作于140-190℃的贮存容器中浓度为1000ppm的流被输入工作在不到110℃的第一闪蒸器中将杂质浓缩到1430ppm，接着将流输入工作在不到80℃的第二闪蒸器中将杂质浓缩到1695ppm。相比之下，在沉降离心机的情形，在工作于140-190℃的贮存容器中浓度为1740ppm的流被输入工作在不到110℃的第一闪蒸器中将杂质浓缩到2485ppm，接着将流输入工作在不到80℃的第二闪蒸器中将杂质浓缩到2945ppm。在此实施例中，贮存容器、第一闪蒸器和第二闪蒸器的温度对于洗涤离心机和沉降离心机的情形是相同的。

在来自沉降离心机的进料中催化剂和/或杂质的浓度明显远高于洗涤离心机。事实上，为从工艺中除去等量的杂质，对于沉降离心机，人们只须向杂质去除步骤输入使用洗涤离心机来作为供给源时所需进料的57％。这可以通过以洗涤离心机作基准进行简单的物料衡算来说明：

洗涤离心机-进料速度＝1，杂质浓度＝1695

沉降离心机-进料速度＝X，杂质浓度＝2945

求沉降离心机的进料速度(X)，保持输入杂质去除步骤的总杂质含量不变，沉降离心机需要57％的进料(0.57)：X＝(l*1695)/2945＝0.57

这不仅对制备浓缩母液的闪蒸阶段的尺寸，还对位于杂质去除步骤内的下游设备有直接影响，从而可以改善装备的总成本。

另一替代方法是也向贮存罐和杂质去除步骤供给等量的母液，以从工艺中去除更多的杂质，从而对于相同尺寸的杂质去除步骤可以产生更纯净的对苯二甲酸产物并在此步骤中回收更多的杂质和催化剂。举例来说，假定对于两类离心机来说采用的母液进料速度相同时杂质去除步骤中去除杂质的效率为100％，可以做出以下分析。杂质去除步骤的进料速度相同，沉降离心机的情形将比洗涤离心机的情形多除去74％的杂质。解释如下：

洗涤离心机-进料速度＝1，杂质浓度＝1695

沉降离心机-进料速度＝1，杂质浓度＝2945

％杂质去除量的增加＝(2945-1695)/1695*100％＝74％。杂质去除、催化剂去除或兼有两者的增加百分比可以为至少1％，更优选地至少25％，最优选地至少50％。

本发明的工艺的另一个优点源自于这样的事实，如果需要，可以省去现有技术中设置在洗涤离心机之前的旋转过滤器。因为沉降离心机(19)没有转子喷嘴，也就不再需要前置的旋转过滤器。

Claims (31)

1.一种制造对苯二甲酸的方法，包括：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，和

b.不向粗产品流中添加新鲜乙酸，从所述粗产品流中分离一部分溶剂、催化剂和至少一种杂质，以形成：

bi)包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于原料流中的固体含量来说浓度得到富集的粗对苯二甲酸固体的脱水粗对苯二甲酸组合物，

其中母液流中所有催化剂组分的浓度基于母液流中所有液体的重量计为至少1000ppm。

2.权利要求1的方法，其中，相对于母液流中的液体，母液流中的催化剂的浓度(以ppm计)高于，相对于粗产品流中的液体和固体，粗产品流中的催化剂的浓度(以ppm计)。

3.权利要求1的方法，其中，相对于母液流中的液体，母液流中的至少一种杂质的浓度(以ppm计)高于，相对于粗产品流中的液体和固体，粗产品流中的相同杂质的浓度(以ppm计)。

4.权利要求1的方法，其中，相对于母液流中的液体，母液流中的催化剂和至少一种杂质的浓度(都以ppm计)高于，相对于粗产品流中的液体和固体，粗产品流中的相同催化剂和杂质的浓度(都以ppm计)。

5.权利要求2-4中任意一项的方法，其中富集的程度为至少25％。

6.权利要求2-4中任意一项的方法，其中富集的程度为至少50％。

7.权利要求1的方法，其中固体在脱水物流中富集的程度为至少25％。

8.权利要求1的方法，其中固体在脱水物流中富集的程度为至少50％。

9.权利要求1的方法，其中固体在脱水物流中的浓度为50％-85％。

10.一种制造对苯二甲酸的方法，包括：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流；

b.将所述粗产品流以第一流速输入分离装置中，并在能有效产生以下两部分的条件下分离粗产品流：

(bi)以第二流速流动的包含溶剂、催化剂和杂质的母液流，和

(bii)相对于输入分离装置的粗对苯二甲酸流中的固体含量来说粗对苯二甲酸固体得到富集的脱水粗对苯二甲酸流，优选地富集至少25％，更优选地至少50％；

其中第二流速满足以下关系式：

       第二流速＝Q×第一流速，且

         Q是0.2-0.8之内的值。

11.权利要求10的方法，其中所述分离装置是离心机。

12.权利要求11的方法，其中所述离心机是沉降离心机。

13.权利要求12的方法，其中所述离心机是卧式沉降离心机。

14.权利要求10的方法，其中所述分离装置是过滤器。

15.权利要求14的方法，其中所述过滤器是Pannevis过滤器。

16.权利要求10的方法，其中固体在脱水物流中富集的程度为至少25％。

17.权利要求10的方法，其中固体在脱水物流中富集的程度为至少50％。

18.权利要求10的方法，其中，相对于母液流中的液体，母液流中的催化剂的浓度(以ppm计)高于，相对于粗产品流中的液体和固体，粗产品流中的催化剂的浓度(以ppm计)。

19.权利要求10的方法，其中，相对于母液流中的液体，母液流中的至少一种杂质的浓度(以ppm计)高于，相对于粗产品流中的液体和固体，粗产品流中的相同杂质的浓度(以ppm计)。

20.权利要求10的方法，其中，相对于母液流中的液体，母液流中的催化剂和至少一种杂质的浓度(都以ppm计)高于，相对于粗产品流中的液体和固体，粗产品流中的相同催化剂和杂质的浓度(都以ppm计)。

21.一种制造对苯二甲酸的方法，包括：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，和

b.以第一流速向分离装置中输入该粗产品流，并在分离装置内从所述粗产品流中分离一部分溶剂、催化剂和至少一种杂质，以形成：

bi)以第二流速流动的包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流；和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说富集的粗对苯二甲酸固体的脱水粗对苯二甲酸组合物；

其中母液流中所有催化剂组分的浓度基于母液流中所有液体的重量计为至少1000ppm，且第二流速满足以下关系式：

第二流速＝Q×第一流速，且

          Q是0.2-0.8之内的值。

22.权利要求21的方法，其中所述分离装置是离心机。

23.权利要求22的方法，其中所述离心机是沉降离心机。

24.权利要求23的方法，其中所述离心机是卧式沉降离心机。

25.权利要求21的方法，其中所述分离装置是过滤器。

26.权利要求25的方法，其中所述过滤器是Pannevis过滤器。

27.权利要求21的方法，其中固体在脱水物流中富集的程度为至少25％。

28.权利要求21的方法，其中固体在脱水物流中富集的程度为至少50％。

29.一种制造对苯二甲酸的方法，它包括：

a.从氧化反应器中排出包含粗对苯二甲酸固体、催化剂、杂质和溶剂的粗产品流，和

b.不向粗产品流中添加新鲜乙酸，在50℃-200℃的温度和30-200psig的压力下于1分钟或更短的时间内从所述粗产品流中分离一部分溶剂和催化剂，以形成：

bi)包含所述分离的溶剂、催化剂和所述至少一种杂质的母液流，和

bii)包含剩余部分溶剂、催化剂、杂质和相对于粗产品流中的固体含量来说浓度得到富集的粗对苯二甲酸固体的脱水粗对苯二甲酸组合物。

30.权利要求29的方法，其中母液组合物中包含乙酸和能使对二甲苯在氧的存在下液相氧化成对苯二甲酸的催化剂。

31.权利要求29的方法，其中母液组合物的流速降低至少25％。