KR20070083174A - 방향족 화합물의 산화반응시 반응기 배출가스로부터 물을제거하는 방법 - Google Patents

방향족 화합물의 산화반응시 반응기 배출가스로부터 물을제거하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방향족 화합물을 산화반응하는 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법, 예를들어 용매인 초산 존재하에 자일렌을 산화반응하여 테레프탈산 제조공정시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법에 관한 것으로, 내부에 기-액의 접촉면적을 증가시키기 위한 충진부재가 충전된 제1흡수탑의 하부유입구로 상기 배출가스를 유입시키는 단계; 상기 제1흡수탑의 상부유입구로 방향족 화합물을 유입시켜 상기 배출가스에 포함된 초산을 흡수하고 상기 제1흡수탑의 하부배출구를 통해 회수하는 단계; 및 상기 제1흡수탑의 상부배출구로 상기 배출가스에 포함된 물을 방향족 화합물과 함께 배출시켜 응축기에서 응축시킨 후, 유수분리기에서 방향족 화합물을 분리하고 물을 폐수처리하는 단계를 포함하며, 이러한 제1흡수탑을 사용하여 배출가스로부터 물을 제거하면 기존의 탈수탑으로 유입되는 물의 양이 줄어들게 되므로 탈수탑에서 물과 초산을 분리하기 위해 사용되는 스팀의 양을 줄일 수 있고 탈수탑의 부하를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 반응기로부터 배출되는 배출가스를 제1흡수탑으로 배분하는 양을 조절함으로써 기존의 탈수탑을 운전할 필요가 없을 수도 있다.
방향족 화합물, 테레프탈산, 초산, 파라자일렌, 배출가스, 흡수탑

Description

방향족 화합물의 산화반응시 반응기 배출가스로부터 물을 제거하는 방법{Reducing method of water from reactor outlet gas in the oxidation process of aromatic compound}
도 1은 종래 공비제를 사용하여 공비증류를 통한 초산의 회수 방법을 나타낸 공정도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정시 반응기 배출가스로부터 물을 제거시키는 공정도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100... 반응기 110... 제1흡수탑
120... 제1열교환기 130... 제2열교환기
140... 유수분리조 L1∼L10... 도관
150... 제2흡수탑
본 발명은 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스를 제1흡수탑 및 응축기를 통과시켜 배출가스로부터 물을 제거함으로써 탈수탑으로 유입 되는 물의 양이 줄어들게 되어 탈수탑에서 물과 초산을 분리하기 위해 사용되는 스팀의 양이 감소하며, 탈수탑의 부하를 줄일 수 있는 방향족 화합물 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 테레프탈산(terephthalic acid)의 제조공정은 파라자일렌을 코발트, 망간 및 브롬 촉매하에서 공기에 의해 산화시키는 산화공정과 반응기에서 용매로 사용된 초산을 회수하고 물을 제거하는 증류공정을 포함한다.
일반적으로 초산을 물에서 분리 회수하는 방법으로는, 통상적 증류(conventional distillation), 공비 증류(azeotropic distillation) 등이 사용되고 있다.
도 1은 종래 공비제를 사용하여 공비증류를 통한 초산의 회수 방법을 나타낸 공정도이다.
도면을 참조하면, 종래 공비제를 사용하여 공비증류를 통한 초산을 회수하기 위한 장치는 초산과 물을 공비증류를 통하여 분리하기 위한 탈수탑(1), 상기 탈수탑(1)의 상부로 배출되는 가스를 응축시키는 응축기(2), 상기 응축기(2)를 거친 액상의 유기물질과 물을 분리시키는 유수분리조(3), 상기 탈수탑(1)에 스팀(steam)을 공급하기 위한 히터(4) 및 상기 탈수탑의 하부로 배출된 초산의 온도를 냉각시켜 주는 열교환기(5)로 구성되어 있다.
이와 같은 종래 기술에서는 공비제를 물과 초산의 혼합물에 투입하여, 물과 공비제의 공비혼합물을 형성하여 물의 끓는점보다 낮은 온도에서 공비혼합물이 끓는 원리를 이용하여 탈수탑(1)에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 장점이 있다.
그러나, 이와 같이 공비제를 사용하여 초산을 회수하는 방법도 스팀의 공급이 이루어져야 하므로, 이는 곧 물을 제거하기 위하여 에너지를 사용하여야 한다는 문제점이 있다.
테레프탈산 제조공정시 반응기에서 배출되는 배출가스는 180℃ 이상의 고온이며 질소 등의 비응축 기체, 초산, 파라자일렌 및 물을 포함하고 있다.
이러한 배출가스는 복수의 열교환기에 냉각수를 통과시켜 열교환을 하고, 단계적으로 배출가스의 온도를 낮추어 준다. 이때 응축된 초산과 물은 부분적으로 반응기로 되돌려 보내고 나머지는 물을 제거하기 위해 탈수탑으로 보내진다.
여기서, 최종 단계의 열교환기를 거친 기상의 가스는 소량의 초산과 파라자일렌을 함유하고 있다. 이러한 기상의 가스는 고압흡수탑으로 보내지며, 이때 파라자일렌은 초산에 흡수시켜 회수하고, 초산은 물에 흡수시켜 회수한 후 질소 등의 비응축 가스는 가스배출 처리장치로 이송되어 처리된다.
그리고, 최종 단계의 열교환기를 거쳐 응축된 초산과 물로 이루어진 액상의 혼합물은 탈수탑으로 유입되며, 이때 초산은 탈수탑의 하부로 배출되고 물은 탈수탑의 상부로 배출되어 분리되게 된다.
그러나, 이와 같이 복수의 열교환기를 사용하여 단계적으로 배출가스의 온도를 낮추어 주어 초산과 물을 분리하는 방법은 고온의 배출가스로부터 스팀을 발생시킬 수 있다는 장점은 있으나, 결국 물은 제거되지 못하고 탈수탑에서 스팀을 사용하여 초산으로부터 물을 분리하여야 하기 때문에 에너지의 사용이 불가피하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 별도의 에너지를 사용하지 않고 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법에 있어서, 내부에 기-액의 접촉면적을 증가시키기 위한 충진부재가 충전된 제1흡수탑의 하부유입구로 상기 배출가스를 유입시키는 단계; 상기 제1흡수탑의 상부유입구로 방향족 화합물을 유입시켜 상기 배출가스에 포함된 초산을 흡수하고 상기 제1흡수탑의 하부배출구를 통해 회수하는 단계; 및 상기 제1흡수탑의 상부배출구로 상기 배출가스에 포함된 물을 방향족 화합물과 함께 배출시켜 응축기에서 응축시킨 후, 유수분리기에서 방향족 화합물을 분리하고 물을 폐수처리하는 단계를 포함하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법을 제공한다.
상기 유수분리기에서 분리된 방향족 화합물 또는 방향족 화합물과 일부의 물은 제1흡수탑으로 순환되며, 상기 유수분리기에서 배출된 기상의 가스는 제2흡수탑으로 이송될 수 있다.
상기 방향족 화합물로는 오르토자일렌, 메타자일렌 또는 파라자일렌에서 선택된 어느 하나를 사용하며, 파라자일렌을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법은 테레프탈산을 제조하는 공정에서의 파라자일렌의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법으로 구체화하여 보다 상세하게 설명한다.
테레프탈산 제조공정 중 산화반응시 반응기에서 코발트, 망간 및 브롬 촉매 하에 파라자일렌을 공기에 의해 산화시킬 때 발생하는 열에 의해 용매로서 사용된 초산과 반응에 의해 발생한 물이 질소 등의 기체와 함께 고온의 기상으로 배출되는데, 본 발명자는 상기 배출가스로부터 물을 제거함으로써 탈수탑으로 유입되는 물의 양이 줄어들게 되어 탈수탑에서 물과 초산을 분리하기 위해 사용되는 스팀의 양을 줄이며, 탈수탑의 부하를 줄이거나 탈수탑을 사용할 필요가 없어질 수 있다는 점을 발견하여 본 발명을 완성한 것이다.
상기 제1흡수탑의 하부배출구로 배출되는 초산, 파라자일렌 및 물로 이루어진 액상의 혼합물은 테레프탈산 제조용 반응기로 재순환될 수 있다. 이때, 상기 액상의 혼합물은 반응량에 따라 다를 수 있으나 대체로, 초산 10-60 중량%, 파라자일렌 10-60 중량% 및 물 3-40 중량%로 이루어진다.
일반적으로 테레프탈산은 하기 반응식 1과 같이 파라자일렌을 원료로 하여 촉매 하에서 공기산화하여 제조되며, 테레프탈산 100 중량부를 제조하기 위하여 파라자일렌 약 65 중량부가 소비된다.
Figure 112007005011794-PAT00001
또한, 상기 제1흡수탑의 상부배출구로 상기 배출가스에 포함된 물을 잉여의 파라자일렌과 함께 배출시키며, 배출된 파라자일렌 및 물을 함유한 가스는 응축기인 제1열교환기에서 응축되어 약 100℃의 가스로 되고, 제2열교환기에서 응축되어 약 40℃의 가스로 된 후, 유수분리기로 이송되어 파라자일렌을 분리하여 회수하고 물을 폐수처리한다. 이때, 상기 유수분리기에서 배출된 기상의 가스는 40℃ 이하의 가스로서 일반적으로 기존 공정에 존재하는 고압 흡수탑인 제2흡수탑으로 이송되어 종래와 동일하게 처리된다.
또한, 상기 제1흡수탑으로 유입되는 배출가스는 직접 또는 수개의 열교환기를 거쳐 유입된다. 예를들어, 4개의 열교환기를 거치는 경우에는 2번째 및 3번째 열교환기에서 배출된 120 내지 190℃의 고온 배출가스를 본 발명의 제1흡수탑 하부유입구로 유입시켜 상기 공정에 따라 배출가스로부터 물을 제거한다.
상기 제1흡수탑의 하부유입구로 유입되는 배출가스는 테레프탈산의 전체 제조공정에서 제거해야 할 물의 양에 해당하는 기체의 양으로 유입되는 것이 바람직하다.
상기 테레프탈산의 전체 제조공정에서 제거해야 할 물의 양은 생성된 테레프 탈산 총 100 중량부에 대하여 21 - 22 중량부이며, 이러한 물의 양은 2(물 몰수) x 18(물 분자량) / 166(테레프탈산 분자량) x 100(테레프탈산 양)으로부터 산출된다.
예를들어, 테레프탈산을 연간 50만톤 생산할 경우 시간당 생산량을 62.5톤이라고 할때 생성되는 물의 양은 시간당 13.5톤이 된다.
이러한 물의 양에 해당하는 기체의 양은, 반응을 위해 유입된 공기 중 산소 질량 함유량이 23%이고 질소 질량 함유량이 77%라고 하고, 유입된 공기가 모두 산화되는 것으로 간주하여 계산하면,
필요 산소량은 3(산소 몰수) x 32(산소 분자량) / 166(테레프탈산 분자량) x 62.5(테레프탈산 시간당 생산량) = 36 톤이며, 배출되는 질소량은 36 x 77/23 = 121 톤이다.
하지만, 반응기의 산화효율 및 반응시 발생하는 에너지에 의해 증발하는 액체 등으로 인하여 총 배출가스 유량은 300 내지 700 톤으로 정해진다.
또한, 상기 충전부재는 트레이 또는 팩킹이 사용되는 것이 바람직하다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정시 반응기로부터 배출되는 배출가스로부터 물을 제거시키는 공정도이다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정시 물을 제거하는 장치는 반응기(100), 제1흡수탑(110), 제1열교환기(120), 제2열교환기(130), 유수분리조(140) 및 제2흡수탑(150)을 구비한다.
여기서, 본 발명의 일 예로서의 상기 제1흡수탑(110)은 내부에 기-액의 접촉 면적을 증가시키기 위한 트레이 또는 팩킹이 충진된 형태이나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1열교환기(120)는 상기 제1흡수탑(110)의 상부배출구로 배출되는 고온의 가스를 냉각시키는 역할을 하며, 상기 제1열교환기(120)로부터 약 100℃의 저온 스팀을 얻을 수 있다.
상기 제2열교환기(130)는 상기 제1열교환기(120)를 거친 가스를 응축시켜 액상의 물과 파라자일렌 및 질소를 함유한 기상의 물질로 분리시킨다.
이때, 상기 액상의 혼합물 중 파라자일렌은 유수분리기에서 분리되고 물은 도관(L7)을 통해 폐수처리되며, 기상의 물질은 종래의 고압 흡수탑인 제2흡수탑(150)으로 이송되어 처리된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 테레프탈산 제조공정시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 공정을 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 테레프탈산 제조용 반응기(100)에서 배출된 배출가스가 직접 또는 수 개의 열교환기를 거쳐 도관(L2)을 통해 제1흡수탑(110)의 하부유입구로 유입된다.
이때, 상기 제1흡수탑(110)에 유입되는 배출가스는 도시되어 있지는 않으나, 열교환기를 거쳐 냉각된 120℃∼190℃의 배출가스가 유입되며, 이와 같은 배출가스는 질소, 초산, 물 및 소량의 유기물로 이루어진다. 일반적으로 질소 60 - 95 중량%, 초산 1 - 18 중량%, 물 2 - 36 중량% 및 소량의 유기물로 구성되며, 이때 유기물은 메틸아세테이트, 파라자일렌 등일 수 있다.
또한, 상기 제1흡수탑(110)의 상부유입구에는 도관(L4, L10)을 통해 방향족 화합물인 파라자일렌이 유입된다. 이때, 유입되는 파라자일렌의 양은 제거해야 할 물의 양에 대하여 2 내지 5 중량배 정도가 바람직하며, 상기 범위를 벗어나 소량 또는 과량으로 파라자일렌을 사용하는 경우에는 초산이 충분히 흡수되지 않고 가스와 함께 흡수탑 상부로 배출되거나 반응에 필요한 파라자일렌 이상의 양이 흡수탑 하부로 배출되는 문제가 야기될 수 있다.
상기 제1흡수탑(110)의 상부유입구로 파라자일렌이 유입되는 도관(L4, L10) 중에서 하나의 도관(L4)은 후술할 유수분리조(140)에서 환류되는 스트림을 나타낸 것이다.
다음으로, 상기 제1흡수탑(110)의 하부유입구로 유입되는 배출가스는 상기 제1흡수탑(110)의 상부로 상승하고, 상기 제1흡수탑(110)의 상부유입구로 유입되는 파라자일렌은 제1흡수탑(110)의 하부로 하강하게 된다.
상기 제1흡수탑(110)의 내부에는 기-액 접촉면적을 증가시키기 위하여 트레이 또는 팩킹이 충전되어 있으며, 상기 트레이 또는 팩킹을 거치면서 배출가스와 파라자일렌이 접촉하며 배출가스에 포함된 초산과 일부의 물은 파라자일렌에 흡수 및 응축되어 상기 제1흡수탑(110)의 하부로 회수된다.
이때, 테레프탈산 제조공정시 반응에 사용되는 파라자일렌이 배출가스 중에 포함된 초산 및 물의 흡수를 위한 용매로 사용되기 때문에 별도로 용매를 분리할 필요없이 상기 제1흡수탑(110)의 하부로 배출되는 액상의 혼합물을 도관(L9)을 통해 테레프탈산 제조용 반응기(100)로 재순환시켜 사용할 수 있다.
또한, 상기 제1흡수탑의 하부로 배출되는 액상의 혼합물 중 파라자일렌의 양이 테레프탈산 제조용 반응기에서 필요로 하는 파라자일렌의 양보다 많은 경우에는 상기 액상의 혼합물 중 파라자일렌을 별도의 유수분리기로 분리하여 제1흡수탑(110)의 상부유입구로 재순환시킬 수 있다.
제1흡수탑(110)의 하부로 응축되지 않은 물은 잉여의 파라자일렌과 함께 제1흡수탑(110)의 상부배출구로 배출되어 열교환기와 같은 응축기(120, 130)에서 응축된 후 유수분리기(140)에서 파라자일렌을 물과 분리하고, 물은 폐수처리된다. 이때, 상기 유수분리기(140)에서 배출된 기상의 가스 성분은 질소, 초산 및 파라자일렌으로 이루어지며 기존의 고압흡수탑인 제2흡수탑(150)으로 이송되어 처리된다.
다음으로, 상기 제1흡수탑(110)의 상부배출구로 배출되는 도관(L5)에는 질소 50 - 90 중량%, 파라자일렌 5 - 30 중량%, 물 2 - 15 중량%, 초산 5 - 500 ppm 및 소량의 유기물로 구성된 혼합물이 배출되며, 이러한 혼합물은 제1열교환기(120)를 거치면서 냉각되게 된다.
이때, 상기 제1열교환기(120)에 유입되는 혼합물의 온도는 약 110℃-180℃이 며, 상기 제1열교환기(120)를 거쳐 냉각된 혼합물의 온도는 약 100℃가 되고, 상기 제1열교환기(120)로부터 저압의 스팀이 발생할 수 있다.
상기 제1열교환기(120)를 거쳐 냉각된 혼합물은 제2열교환기(130)를 거쳐 혼합물에 포함된 물과 파라자일렌을 응축시킨다.
마지막으로, 상기 제2열교환기(130)를 거친 혼합물은 유수분리조(140)에서 분리된다.
상기 유수분리조(140)에서 질소, 비응축된 파라자일렌 및 소량의 초산은 가스 상태로 도관(L8)을 통해 기존의 고압흡수탑인 제2흡수탑(150)으로 흡수되어 회수되고, 물은 도관(L7)을 통해 폐수처리시스템으로 이송된다.
그리고, 상기 유수분리조(140)에서 분리된 파라자일렌은 도관(L4)을 통해 상기 제1흡수탑(110)의 상부로 재순환된다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 유수분리기(140)에서 물과 함께 배출되는 초산의 농도를 낮추기 위하여 물의 일부를 또다른 도관을 이용하여 제1흡수탑(110)으로 순환시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 탈수탑에서는 상기 제1흡수탑(110)의 상부배출구로 배출된 물을 제외한 나머지 물을 제거하면 되기 때문에 물을 제거하기 위해 탈수탑에서 사용하는 에너지는 감소하게 된다.
또한, 반응기로부터 배출되는 배출가스를 제1흡수탑(110)으로 배분하는 양을 조절함으로써 기존의 탈수탑을 운전할 필요가 없을 수도 있다.
이하, 하기의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이 러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
제1흡수탑으로 유입 및 유출되는 조건은 하기 표 1과 같고, 이때 사용되는 흡수탑의 내경은 40 mm이고, 충진재는 Random packing이며, 상기 충진재의 높이가 1.5 M이었다. 표 1에 기술된 PX는 파라자일렌, KGa는 kg/㎠(절대압력)을 의미한다.
<표 1> 흡수탑의 유입 및 유출 조건
도관 조성(중량%) 유량(g/hr) 온도(℃) 압력(KGa)
L2 초산: 9.6 H2O: 19.3 N2: 71.1 984 137 10.3
L4 PX: 99.55 H2O: 0.45 228 35 10.3
L10 PX: 99.99 H20: 0.01 234 35 10.3
L9 PX: 52 초산: 22 H2O: 26 432 128 10.3
L5 PX: 22 초산: 25 ppm H2O: 12.5 N2: 65.5 1072 123 10.3
상기 <표 1>에서 나타난 바와 같이, 도관(L2)을 통해 189.9 g/hr의 물(H2O)이 유입되며 도관(L9)을 통해 112.3 g/hr의 물이 상기 제1흡수탑(110) 하부로 배출되어 상기 반응기(100)로 회수되었다.
따라서, 탈수탑에서 제거해야 하는 물의 양이 77.6 g/hr만큼 줄어들게 되고, 탈수탑에서 사용되는 스팀의 사용량을 줄일 수 있으므로 에너지가 절감되며, 탈수탑의 부하도 줄어들게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 방향족 화합물의 산화반응시 반응기로부터 배출되는 배출가스로부터 물의 제거방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하여 탈수탑에서 제거해야 하는 물의 양이 줄어들게 되어 물과 초산을 분리하기 위해 사용되는 스팀의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다.
둘째, 상기와 같이 탈수탑에서 제거해야 할 물의 양이 줄어듦으로서 탈수탑의 부하도 줄어들게 되어 용량 증대 효과가 있다.
세째, 제1흡수탑의 방향족 화합물로 파라자일렌을 포함한 자일렌 화합물을 사용하기 때문에 별도의 분리장치가 없이도 제1흡수탑의 하부로 배출되는 혼합물을 방향족 화합물 산화반응용 반응기로 재순환시킬 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (7)

  1. 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법에 있어서,
    내부에 기-액의 접촉면적을 증가시키기 위한 충진부재가 충전된 제1흡수탑의 하부유입구로 상기 배출가스를 유입시키는 단계;
    상기 제1흡수탑의 상부유입구로 방향족 화합물을 유입시켜 상기 배출가스에 포함된 초산을 흡수하고 상기 제1흡수탑의 하부배출구를 통해 회수하는 단계; 및
    상기 제1흡수탑의 상부배출구로 상기 배출가스에 포함된 물을 방향족 화합물과 함께 배출시켜 응축기에서 응축시킨 후, 유수분리기에서 방향족 화합물을 분리하고 물을 폐수처리하는 단계
    를 포함하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제1흡수탑의 하부배출구로 배출되는 초산, 방향족 화합물 및 물로 이루어진 혼합물은 테레프탈산 제조용 반응기로 재순환되는 것을 특징으로 하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유수분리기에서 분리된 방향족 화합물 또는 방향족 화합물과 일부의 물은 제1흡수탑으로 순환되며, 상기 유수분리기에서 배출된 기상의 가스는 제2흡수탑으로 이송되는 것을 특징으로 하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1흡수탑으로 유입되는 배출가스는 직접 또는 수개의 열교환기를 거쳐 유입되며, 120 내지 190℃의 고온 가스인 것을 특징으로 하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제1흡수탑으로 유입되는 배출가스는 방향족 화합물의 산화반응에서 제거해야 할 물의 양에 해당하는 기체의 양으로 유입되는 것을 특징으로 하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 충전부재는 트레이 또는 팩킹에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방향족 화합물은 오르토자일렌, 메타자일렌 또는 파라자일렌에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방향족 화합물의 산화반응시 반응기에서 배출되는 배출가스로부터 물을 제거하는 방법.
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BRPI0706820-4A BRPI0706820A2 (pt) 2006-02-20 2007-02-15 método de redução da água do gás de saìda de um reator no processo de oxidação de um composto aromático
JP2008555156A JP5336198B2 (ja) 2006-02-20 2007-02-15 芳香族化合物の酸化処理において反応炉出口ガスから水を低減する方法
CN2007800059427A CN101384332B (zh) 2006-02-20 2007-02-15 减少芳香化合物氧化过程中反应器出口气体中水分的方法
EP07708962A EP1986762B1 (en) 2006-02-20 2007-02-15 Method for reducing water in a reactor outlet gas in the oxidation process of aromatic compound
US11/916,267 US8084639B2 (en) 2006-02-20 2007-02-15 Method of reducing inflow of water from a reactor outlet gas to a dehydration tower for separating carboxylic acid solvent and water

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101435569B1 (ko) * 2014-01-28 2014-08-28 (주)에이엠티퍼시픽 방향족 카르복시산 제조시 초산 회수 방법
CN110922323A (zh) * 2019-11-27 2020-03-27 天津东大化工集团有限公司 甲苯连续催化氧化生产苯甲酸热电耦合高效节能减排工艺

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101537299B (zh) * 2009-03-19 2011-12-28 绍兴远东石化有限公司 一种回收利用对苯二甲酸生产尾气中有机物的方法
KR101222730B1 (ko) * 2010-08-05 2013-01-15 삼성토탈 주식회사 증류탑으로부터의 저압 스팀 생산방법
KR101305594B1 (ko) * 2011-09-09 2013-09-09 삼성토탈 주식회사 폐열을 이용한 방향족 화합물의 분리공정에서의 에너지 절감방법
KR101264603B1 (ko) 2011-09-15 2013-05-24 강기준 에너지 기여 결합 증류를 이용한 방향족 화합물 산화반응시 반응기 배출물로부터 물을 분리하고 카르복실산을 회수하는 장치 및 방법
CN105498453B (zh) * 2015-12-04 2017-11-03 常德市雄鹰科技有限责任公司 一种三醋酸甘油酯生产过程中的废气处理工艺
CN114057252B (zh) * 2021-12-07 2024-05-03 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 改善精对苯二甲酸装置脱水塔水质的系统及其方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1599864A (ko) * 1968-11-25 1970-07-20
JP3198711B2 (ja) * 1993-03-30 2001-08-13 三井化学株式会社 テレフタル酸の製造方法および装置
BR9508815A (pt) * 1994-08-23 1997-11-18 Ici Plc Processos para produzir um ácido dicarboxilico aromático e para realizar a separação de água de um veículo de fase líquida contendo pelo menos um corpo componente por destilação azeotrópica
US5612007A (en) * 1994-10-14 1997-03-18 Amoco Corporation Apparatus for preparing aromatic carboxylic acids with efficient energy recovery
JPH11171826A (ja) * 1997-12-05 1999-06-29 Mitsubishi Chemical Corp 芳香族カルボン酸の製造方法
KR20000005733A (ko) * 1998-06-05 2000-01-25 나까니시 히로유끼 방향족카복실산의제조방법
US6153790A (en) * 1998-12-01 2000-11-28 Shell Oil Company Method to produce aromatic dicarboxylic acids using cobalt and zirconium catalysts
JP2002326001A (ja) * 2001-02-27 2002-11-12 Mitsubishi Chemicals Corp 共沸蒸留方法
JP2003137833A (ja) * 2001-11-02 2003-05-14 Mitsubishi Chemicals Corp テレフタル酸の製造方法
US20050256335A1 (en) * 2004-05-12 2005-11-17 Ovidiu Marin Providing gases to aromatic carboxylic acid manufacturing processes
DE602006015446D1 (de) * 2005-03-21 2010-08-26 Bp Corp North America Inc Verfahren und vorrichtung zur herstellung aromatischer carboxyl-säuren einschliesslich reiner formen davon

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101435569B1 (ko) * 2014-01-28 2014-08-28 (주)에이엠티퍼시픽 방향족 카르복시산 제조시 초산 회수 방법
WO2015115725A1 (ko) * 2014-01-28 2015-08-06 (주)에이엠티퍼시픽 방향족 카르복시산 제조시 초산 회수 방법
CN110922323A (zh) * 2019-11-27 2020-03-27 天津东大化工集团有限公司 甲苯连续催化氧化生产苯甲酸热电耦合高效节能减排工艺

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