DE102007004982A1 - Verfahren zur Nutzung der Oxidationsabgase bei der Terephthalsäureherstellung - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Nutzung der bei der oxidativen Herstellung von Terephthalsäure aus p-Xylol anfallenden Oxidationsabgase beschrieben, bei dem man diese Abgase zunächst vollständig auf Normaldruck zurückführt, dann oxidativ reinigt und wäscht und von diesen gereinigten Abgasen einen Teilstrom vor Entfernung durch den Kamin abzweigt, komprimiert und trocknet und ihn dann zur pneumatischen Förderung von Terephthalsäure verwendet.

Description

• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Nutzung der bei der oxidativen Herstellung von Terephthalsäure aus p-Xylol anfallenden Oxidationsabgase.
• Es ist bekannt, bei der katalytischen Oxidation von p-Xylol zur Herstellung von Terephthalsäure die Oxidation mittels komprimierter Luft durchzuführen. Das bisher übliche Verfahren ist in 1 dargestellt. Dabei wird Luft in einem Prozessluftverdichter 1 komprimiert und nach Erhitzen im Reaktor 2 zur Oxidation von p-Xylol eingesetzt. Die Abgase werden dann in einem Hochdruckabsorber 3 und einer katalytischen Hochdruckverbrennung 4, einer Hochdruckwäsche 5 zur Entfernung von Bromwasserstoff und anschließend einem Trockner 6 zugeführt und können dann zur pneumatischen Förderung von Terephthalsäure verwendet werden.
• Bei diesem Verfahren wird jedoch der überwiegende Teil der im Hochdruckabsorber 3 gereinigten Abgase zunächst einem Expander 7 zugeführt und nach Zurückführung auf Normaldruck durch eine katalytische Niederdruckverbrennung 8 und eine Niederdruckwäsche 9 zur Entfernung von Bromwasserstoff so weit gereinigt, dass die Abgase durch den Kamin 10 abgeführt werden können.
• Nachteilig bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren sind die erheblichen Kosten und Investitionen für die Gasreinigungsanlagen. Es stellte sich deshalb die Aufgabe, das bisher übliche Verfahren zur Reinigung der bei der oxidativen Herstellung von Terephthalsäure anfallenden Oxidationsgase zu vereinfachen und dadurch die Investitionskosten für die Gasreinigungsanlagen zu vermindern. Die Reinigung der bei dem herkömmlichen Oxidationsverfahren anfallenden Abgase ist nicht nur erforderlich, um die Qualität der Terephthalsäure zu erhöhen, sondern auch, um den Schutz der Herstellungsanlagen vor Korrosion zu gewährleisten und um den gesetzlichen Anforderungen an die Emission bei Ableitung der Fördergase in die Atmosphäre zu entsprechen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das durch den Wegfall der aufwendigen Abgasreinigung in Hochdruckapparaturen und die Einsparung von Investitionskosten das technische Risiko und die Wartungskosten von Herstellungsanlagen zur Erzeugung von Terephthalsäure reduziert. Hinzu kommt, dass der Austausch des Edelmetallkatalysators bei der katalytischen Nachverbrennung am Ende seines Lebenszyklus entfällt.
• Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zur Nutzung der bei der oxidativen Herstellung von Terephthalsäure aus p-Xylol anfallenden Oxidationsabgase, bei dem man die Abgase zunächst vollständig auf Normaldruck zurückführt, dann oxidativ reinigt und wäscht und von diesen gereinigten Abgasen einen Teilstrom vor Entfernung durch den Kamin abzweigt, komprimiert und trocknet und ihn dann zur pneumatischen Förderung von Terephthalsäure verwendet. Dabei werden die unter hohem Druck stehenden oxidativen Abgase nach einer ersten Reinigung in einem Hochdruckabsorber 3 einem Expander 7 zugeführt, dort auf Normaldruck reduziert und dann bei Normaldruck die in den oxidativen Abgasen enthaltenen Schadstoffe durch eine bei niedrigem Druck betriebene katalytische Verbrennung 8 und eine bei niedrigem Druck betriebene Bromwasserstoffwäsche entfernt. Das so gereinigte Inertgas wird anschließend wieder auf den erforderlichen Förderdruck komprimiert und getrocknet und kann dann ohne Weiteres zur pneumatischen Förderung von Terephthalsäure eingesetzt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist in 2 schematisch dargestellt. Das aus dem Oxidationsreaktor 2 kommende Abgas wird einem Hochdruckabsorber 3 zur weiterführenden Reduktion der flüchtigen organischen Bestandteile zugeführt und der gesamte Gasstrom dann in die Expanderturbine 7 des Luftkompressors 1 eingeleitet. Durch die Expansion der Abgase auf den Normaldruck in den nachgeschalteten Abgasreinigungen kann ein Motors M angetrieben werden, der für den Betrieb des Kompressors 1 notwendig ist.
• Das nunmehr unter Normaldruck stehende Abgas wird von der Expansionsturbine 7 einer katalytischen Niedrigdruckverbrennung 8 zugeführt, die energieau tark arbeitet und die Schadstoffe auf die geforderten Emissionswerte durch Verbrennung reduziert. Danach wird das Abgas zur Entfernung von Bromverbindungen, die durch den Einsatz von Brom als Promotor bei der p-Xylol Oxidation entstehen, einer Niederdruckwäsche unterzogen und anschließend über einen Kamin an die Atmosphäre abgegeben.
• Erfindungsgemäß wird nun ein Teil des Abgases, bevor es den Kamin erreicht, beispielsweise etwa 20% des gesamten Abgases, für die pneumatische Förderung von Terephthalsäure verwendet, indem das Abgas zunächst auf den Förderdruck komprimiert und nach anschließender Trocknung in das Fördersystem eingeschleust wird. Dabei kann im Falle von Betriebsstörungen auch für eine begrenzte Zeit die pneumatische Förderung unter Umgehung des Fördergaskompressors mit den Abgasen, die aus dem Hochdruckabsorber zugeleitet werden, betrieben werden. Das bedeutet, dass die sonst übliche Bereitstellung eines Reservekompressors hier nicht erforderlich ist.
• Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden besonders durch einen Vergleich mit dem bisher üblichen Verfahren deutlich. Bisher wird für die pneumatische Förderung von Terephthalsäure ein Teilstrom des Reaktorabgases, z. B. 20% der Oxidationsluftmenge, zur Entfernung der organischen Nebenbestandteile und Bromverbindungen in unter Hochdruck stehenden Apparaturen bei einem Druck von etwa 12 bar einer aufwendigen Abgasreinigung zugeführt. Die Abgasreinigung besteht aus einer katalytischen Nachverbrennung und einer nachfolgenden Wäsche zur Entfernung der Bromverbindungen. Demgegenüber wird erfindungsgemäß keine Reinigung der Abgase mehr durch eine katalytische Hochdruckverbrennung 4 und eine Hochdruckwäsche zur Entfernung von Bromwasserstoff 5 benötigt. Vielmehr werden diese kostspieligen Anlagenteile komplett eingespart. Damit wird eine erhebliche Reduktion der Investitionskosten erzielt und die Anlagen zur Erzeugung von Terephthalsäure durch Eliminierung der aufwendigen Gasreinigungsanlagen erheblich vereinfacht.

1

Luftkompressor

2

Reaktor zur Oxidation von p-Xylol

3

Hochdruckabsorber

4

Reaktor zur katalytischen Hochdruckverbrennung

5

Hochdruckwäscher zur Entfernung von HBr

6

Trockner

7

Expander

8

Reaktor zur katalytischen Niederdruckverbrennung

9

Niederdruckwäsche zur Entfernung von HBr

10

Kamin

11

Kompressor für gereinigtes Abgas

12

Trockner für Abgas

Claims (3)

1. Verfahren zur Nutzung der bei der oxidativen Herstellung von Terephthalsäure aus p-Xylol anfallenden Oxidationsabgase, dadurch gekennzeichnet, dass man diese Abgase zunächst vollständig auf Normaldruck zurückführt, dann oxidativ reinigt und wäscht und von diesen gereinigten Abgasen einen Teilstrom vor Entfernung durch den Kamin abzweigt, komprimiert und trocknet und ihn dann zur pneumatischen Förderung von Terephthalsäure verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Abgase in einem Expander auf Normaldruck zurückführt und dann bei Normaldruck die in den Abgasen enthaltenen Schadstoffe durch katalytische Verbrennung und Auswaschen entfernt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man nur einen Teil der gereinigten Abgase in den Kamin leitet und einen anderen Teil nach Kompression auf den Förderdruck und anschließender Trocknung zur pneumatischen Förderung der Terephthalsäure einsetzt.