TWI492926B - 用於減少純對酞酸製造中之水消耗之系統及方法 - Google Patents

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Description

用於減少純對酞酸製造中之水消耗之系統及方法
本發明大體係關於在用於蒸餾工業級化學品之化學製程中減少水消耗及提高能量效率，且尤其適於減少純對酞酸製造中之水消耗。
對酞酸適用於不同種類之工業應用及化學製程中。舉例而言，對酞酸為製造紡織品及容器製造中所用之聚酯(包括塑膠及DacronTM 聚酯)的起始材料。聚對酞酸乙二酯(PET)為一種形式之聚酯或MylarTM ，其為極具韌性之樹脂且適用於許多工業及消費應用。除用於消費品運輸及食品配送之塑膠瓶及蛤殼式包裝(clamshell package)外，清涼飲料瓶及水瓶亦用此樹脂製得。純對酞酸為用於較精細工業應用之較高等級對酞酸。
對酞酸典型地由對二甲苯與分子氧在催化劑存在下反應而製得。在製造製程期間，乙酸係用作對酞酸之溶劑。在生產週期中，在對酞酸製造廠之反應器區段中，乙酸在氧化期間於水中變稀。接著將含有乙酸及水之流的一部分送至脫水單元以回收乙酸再循環回至反應器中且移除反應器中所產生之水用於壓濾器或廢料處理。
對酞酸製造廠已使用各種不同方法分離乙酸與水。典型地，在先前技術系統中，補給水與反應所產生之水最終均送至廢水處理機構以便安全處置。
一種分離水與乙酸之方法係利用基於組分沸點差異的習知蒸餾法。蒸餾已廣泛用作自水回收乙酸之主要單元操作。在此等方法中，利用一或多個塔處理許多不同濃度乙酸流。然而，由於乙酸/水系統之沸點接近特徵，因此乙酸與水之蒸餾效率極低(亦即能量密集)。
已努力尋找將與分離乙酸與水之習知蒸餾相關之高操作成本減到最小的替代性方法。化學處理者及公司已採取共沸蒸餾，其包括向共沸脫水塔中選擇性添加乙酸烷酯(諸如乙酸異丁酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯等)作為溶劑。
另一方法為共沸蒸餾，其中萃取溶劑(亦稱為共沸添加劑(entrainer))用以與乙酸及水形成共沸物，從而提供處理所需能量的變化。
更特定言之，溶劑與水形成低沸點共沸物且因此改良用於含有乙酸之流與乙酸烷酯/水共沸物之間分離的相對揮發度。由此降低相同分離所需之能量及理論級。與習知蒸餾相比，在乙酸/水脫水塔中，共沸蒸餾法典型地將能量(亦即蒸汽)消耗降低20-40%，同時得到濃度相對較低(300-800 ppm)之含於蒸餾水中的乙酸。對酞酸製造廠之所有先前技術系統中一般均使用共沸蒸餾塔。然而，流出物水流對於在對酞酸純化單元中使用而言不夠清潔，因此將水送去處置其中所含之有機物。
液-液萃取與共沸蒸餾之組合為乙酸與水分離之又一方法。特定言之，一種用於對酞酸製造之方法包括使用液-液萃取，其中乙酸萃取於萃取溶劑中，從而大幅降低水流中之乙酸濃度。典型地，萃取溶劑係選自乙酸異丁酯、乙酸正丁酯、乙酸異丙酯及乙酸正丁酯之群。所得萃取物主要包含溶劑及乙酸，且亦含有較少量水，因此此流於共沸蒸餾塔中較易分離。包含水及酯(亦為萃取溶劑)之共沸混合物自共沸蒸餾塔頂部餾出，且富含乙酸之液流自該共沸蒸餾塔之底部回收。
用於自水流回收乙酸之此等萃取及共沸蒸餾方法描述於例如Othmer之美國專利2,395,010(1946)及Sasaki等人之美國專利5,662,780(1997)中，且已應用於自對酞酸製造中回收乙酸，例如Ohkoshi等人之日本專利申請案JP 244196/95(1995)及歐洲專利申請案EP 0 764 627(1995)所述。
更特定言之，Ohkoshi等人之歐洲專利申請案EP 0 764 627 A1(亦為日本專利申請案JP 244196/95)描述在對酞酸製造製程中自水流回收乙酸之又一系統。在此製程中，存在另一液-液萃取塔以使用自共沸蒸餾塔所回收之萃取溶劑處理對酞酸母液。接著將有機萃取物直接送至共沸蒸餾塔且將水性萃餘物(aqueous raffinate)送至廢水處理廠。
然而，用此等[三種]方法中每一者之製程仍需要大量能量。
為進一步降低自此等流回收乙酸之能量消耗，Jang等人之與本發明同在申請中的美國專利申請案12/382,801(2009)描述用於乙酸脫水之系統及方法，其中存在饋有富水饋料流的液-液萃取塔，其具有位於萃取塔內頂部附近之護床以便將混合物內之醇藉由與乙酸反應轉化為相應酯；及自乙酸移除殘餘水之共沸蒸餾塔，其中含少量水(water-poor)之饋料流係在其中混合物具有類似水濃度之共沸蒸餾塔高度直接饋入該共沸蒸餾塔內。液-液萃取塔產生包含萃取溶劑及乙酸之萃取物，將其送至共沸蒸餾塔以移除殘餘水。來自共沸蒸餾塔底部之乙酸純度足以再用於氧化反應器中且汽提溶劑後的水送至廢水處理。
然而，即使有此等最新改良，製造1公噸純對酞酸仍需要大量的新鮮製程水、約2.1公噸補給水。結果，排放大量廢水。
因此，需要進一步改良上述方法，從而減少能量及水消耗、減少有機物損耗及減少水流出物，本發明可解決此等問題。
本發明包含在例如對酞酸製造(藉由氧化對二甲苯)中用於回收乙酸及反應副產物(諸如對甲苯甲酸)及用於減少或純化氫化反應區段中純水補給之改良製程的裝置及方法。
與先前技術系統相反，本發明回收反應中間有機物且不需要補給水。
本發明之裝置的新穎特徵包括納入溶劑汽提塔及以串聯方式依次連接之一對母液萃取塔。
溶劑汽提塔接收來自母液萃取塔的水性萃餘物流。其主要功能在於藉由蒸餾自水中回收萃取溶劑及其他有機物。此另一汽提塔存在兩個輸出流：揮發物流，其除包含來自分離塔之流外，亦包含可供再循環之溶劑及有機物；及水流，其包含純度足夠供再循環及再利用於氫化區段中之水，例如對酞酸純化及回收製程之過濾器中的水流。
本發明亦可用以調適若干先前技術裝置以便自水流中回收乙酸。特定言之，其非常適用於Jang等人之與本發明同在申請中之美國專利申請案12/382,801(2009)所述之裝置的組件，該案之揭示內容係以引用之方式併入本文中。
根據本發明之一個態樣，提供一種自對酞酸製造期間所產生之水流中回收乙酸、共沸劑、可再用水及其他反應產物(諸如對甲苯甲酸)之方法，其中該方法不需要補給水且將廢水排放量減到最小。
該方法包含：
(a)提供一種裝置，其包含共沸蒸餾塔；傾析器；共沸劑汽提塔；以串聯方式依次連接之一對母液萃取塔；及溶劑汽提塔；
(b)向共沸蒸餾塔中饋入含有液體乙酸、含有有機物及水之輸入流且視情況饋入含乙酸蒸汽流；
(c)自共沸蒸餾塔回收作為塔底流之乙酸；
(d)來自共沸蒸餾塔之塔頂揮發物流在傾析器中冷凝且分離為水相及富含共沸劑之有機物流；
(e)將來自傾析器之有機物流分成返回共沸蒸餾塔中之流及饋至該對母液萃取塔之第二塔中之流；
(f)將傾析器之水相送至共沸劑汽提塔中以便進一步回收共沸劑；
(g)將含有對甲苯甲酸之母液流及溶劑流(例如實質上純對二甲苯溶劑流)饋至該對母液萃取塔之第一塔中以形成主要含有溶劑(例如對二甲苯)與經萃取之對甲苯甲酸之有機萃取物流，及將回收之有機物流送至氧化反應器中以便再用於對酞酸純化製程中；
(h)將來自該對母液萃取塔之第一塔的水流及富含共沸物之有機物流饋至該對母液萃取塔之第二塔中；
(i)使該對母液萃取塔之第二塔所回收的有機物流返回共沸蒸餾塔中；
(j)將該對母液萃取塔之第二塔所回收的水流送至溶劑汽提塔中以便回收呈塔頂流形式的共沸劑且送至傾析器中，而將來自溶劑汽提塔底部之實質上純水流再循環至對酞酸製造製程中以便再使用；及
(k)回收來自共沸劑汽提塔的水流以便再用於對酞酸純化製程中。
根據本發明之此態樣的另一具體實例，提供一種自對酞酸製造期間所產生之水流中回收乙酸、萃取劑、共沸劑、可再用水及其他反應產物(諸如對甲苯甲酸)之方法，其中該方法不需要補給水且將廢水排放量減到最小。
該方法包含：
(a)提供一種裝置，其包含共沸蒸餾塔；傾析器；共沸劑汽提塔；液/液萃取塔；以串聯方式依次連接之一對母液萃取塔；及溶劑汽提塔；
(b)將含有液體乙酸、含有有機物及水之輸入流饋至液-液萃取塔中，及將來自第一液-液萃取塔之揮發性塔頂流饋至共沸蒸餾塔中；
(c)自共沸蒸餾塔回收作為塔底流之乙酸；
(d)來自共沸蒸餾塔之塔頂揮發物流在傾析器中冷凝且分離為水相及富含共沸劑之有機物流，及將有機物流分成送至共沸蒸餾塔之流、送至該對母液萃取塔之第二塔之流及送至液-液萃取塔之流；
(e)使來自傾析器之有機物流返回共沸蒸餾塔中；
(f)將傾析器之水相送至共沸劑汽提塔中以便進一步回收共沸劑；
(g)回收第一液-液萃取塔之塔底水流中之萃取劑及將其送至共沸劑汽提塔中；
(h)將含有對甲苯甲酸之母液流及溶劑流(例如實質上純對二甲苯溶劑流)饋至該對母液萃取塔之第一塔中以形成主要含有溶劑(例如對二甲苯)與經萃取之對甲苯甲酸之有機萃取物流，及將回收之有機物流送至氧化反應器中以便再用於對酞酸純化製程中；
(i)將來自該對母液萃取塔之第一塔的水流及富含共沸物之有機物流饋至該對母液萃取塔之第二塔中；
(j)使第二母液萃取塔所回收的有機物流返回液-液萃取塔中；
(k)將該對母液萃取塔之第二塔所回收的水流送至溶劑汽提塔中以便回收呈塔頂流形式的共沸劑且送至傾析器中，而將來自溶劑汽提塔底部之實質上純水流再循環至對酞酸製造製程中以便再使用；及
(l)回收來自共沸劑汽提塔的水流以便再用於對酞酸純化製程中。
根據本發明之另一態樣，提供一種自對酞酸製造期間所產生之水流中回收乙酸、共沸劑、可再用水及其他反應產物(諸如對甲苯甲酸)之裝置，其中該方法不需要補給水且將廢水排放量減到最小，其包含：共沸蒸餾塔，其藉由將水以與共沸劑之共沸物形式移除來分離乙酸；傾析器，其用於冷凝來自共沸蒸餾塔之揮發物後分離水相與富含共沸劑之有機相；蒸餾塔，其為藉由蒸餾傾析器之水相回收共沸劑之共沸劑汽提塔；以串聯方式依次連接之一對母液萃取塔，其用於自水性對酞酸母液中回收有機物；及溶劑汽提塔，其移除該對母液萃取塔之第二塔之塔底水流中的共沸劑，從而產生實質上清潔之水流以便再使用。
根據本發明之此態樣的一個具體實例，提供一種回收乙酸、萃取劑、共沸劑、可再用水及其他反應產物(諸如對甲苯甲酸)之裝置，其包含：共沸蒸餾塔，其藉由將水以與共沸劑之共沸物形式移除來分離乙酸；傾析器，其用於冷凝來自共沸蒸餾塔之揮發物後分離水相與富含共沸劑之有機相；蒸餾塔，其為藉由蒸餾傾析器之水相回收共沸劑之共沸劑汽提塔；液-液萃取塔，其使用共沸劑作為萃取劑來自各種乙酸濃度之輸入性水流中分離乙酸；一對母液萃取塔，其用於自水性對酞酸母液中回收有機物；及溶劑汽提塔，其移除該對母液萃取塔之第二塔之塔底水流中的共沸劑，從而產生實質上清潔之水流以便再使用。
此外，本文所述之蒸餾系統及方法亦與其他現有對酞酸製造系統相容，因此本發明可輕易安裝以在無大的資本支出之情況下增強現有工廠。
當結合以下實施方式及隨附圖式考慮時，將更好地瞭解及理解本發明之此等及其他目標及具體實例。然而應理解，以下實施方式儘管指出本發明之特定具體實例及其大量特定細節，但係為了說明而非為了限制而提供。可在本發明之範疇內產生許多變更及潤飾而不悖離其精神，且本發明包括所有此等潤飾。
對酞酸典型地由對二甲苯與分子氧在催化劑存在下反應而製成，此製備係使用脫水系統(為說明起見，諸如Jang等人之美國專利7,048,835 B2(2006)之圖2中所述之脫水系統)及Ohkoshi等人之日本專利申請案JP 244196/95(1995)及歐洲專利申請案EP 0 764 627(1996)中所述之方法。此等脫水方法存在若干其他不同實例，其中必需組分可為不同製造廠所通用。在製造對酞酸之製造製程期間，乙酸係用作對酞酸之溶劑。在對酞酸製造廠之反應器中，乙酸於氧化期間所產生之水中變稀。接著將所得水性乙酸流之一部分送至脫水單元以移除水。脫水乙酸經再循環可再使用且水送去廢水處理。
參看圖1 ，具有氧化裝置12之製造廠10製造諸如對酞酸之工業級化學品，且在多個冷凝階段中回收乙酸，其中在裝置14中分離含各種組成之乙酸水溶液。
參看圖2 及圖3 中分別所示之兩個先前技術實施例，另一裝置15用於在區段16中氫化及純化對酞酸，且用於脫水以回收乙酸供在另一區段18中再循環。區段16為製造廠用於粗對酞酸氫化、結晶及過濾以製得純對苯二酸(PTA)之一系列組件。在區段18中，乙酸20經回收可再循環至圖1 中之氧化裝置12中，且水經分離可作為廢水22排放。
總體製造及分離製程之效率視最小化之材料成本及能量消耗而定。為此目的，必須自氧化區段12回收乙酸以便再用於製造粗對酞酸。亦需要將製程(特定言之，氫化區段16中)所需之補給水70之量減到最小且減少處理廢水22之支出。
將粗對酞酸60依次送至圖2 中所示之氫化反應器62及結晶單元64。接著將對酞酸漿料203送至離心機66及真空過濾器68。洗滌真空過濾器68處之對酞酸需要補給水70。將經洗滌(經純化)之對酞酸經由206送至乾燥器且將來自真空過濾器68的母液送至真空驟沸桶(vacuum flash drum)73中，接著在過濾器75中過濾以將漿料213中之對甲苯甲酸與其他有機物與母液水212分離。
參看圖2 ，自含有乙酸水溶液之饋料流220及含有蒸氣乙酸之饋料流221中回收乙酸20的典型先前技術方法包括共沸蒸餾塔24及共沸劑汽提塔29。自共沸蒸餾塔24回收作為塔底流219之乙酸20。蒸氣流218在傾析器50中冷凝及分離為水相流216及富含共沸劑之有機物流217。來自傾析器50之共沸劑之一部分以回流形式返回共沸蒸餾塔24中。其餘共沸劑222及水相217送至共沸劑汽提塔29中以便回收反應副產物乙酸甲酯40及進一步回收共沸劑223。Jang等人之美國專利7,048,835 B2(2006)描述製造對酞酸之例示性方法。參考圖3 ，經修改之先前技術方法除圖2 中所示之特徵外亦包括純對酞酸母液液-液萃取塔32。自塔32回收有機物流321且送至共沸蒸餾塔24中。水性萃餘物流318係作為廢水22排放至廢水處理廠(圖中未示)。
大量補給水70於圖2及圖3 所示之氫化區段中供應(亦參看表1)。大量廢水22最終排放至處理廠以便銷毀或移除雜質，隨後將水釋放至環境中。因此，除需要補給水70外，亦存在較大能量需求。
儘管可單獨使用共沸蒸餾塔24以部分分離水與乙酸，例如藉由使用乙酸甲酯形成酯-水共沸物，但此方法之有效性不如人願。需要一種自水流324、325回收乙酸20之方法，其亦包括回收水以便用於對酞酸製造廠10之別處，尤其對酞酸氫化區段16，與先前技術系統相比，從而減少補給水70需求且產生的廢料及不需要副產物更少。系統及方法較佳應與現有對酞酸製造系統相容，從而可輕易安裝以在無大的資本支出之情況下增強或調適現有工廠。
為此等目的，本發明已開發一種新穎裝置及方法(圖4 )，已發現其比先前技術系統更節約用水(圖2 及圖3 )。該新穎裝置亦適用於改良製造對酞酸之若干其他類型裝置及方法的操作及來自其之乙酸與水的回收及再循環。特定言之，其最適用於改良Jang等人之與本發明同在申請中之美國專利申請案12/382,801(2009)中所述之裝置及方法，因此包括(以引用的方式併入)選擇納入三個創新特徵於其中，其可個別使用或最宜以組合形式與本發明一起使用。亦即，(1)在饋至液-液萃取塔及共沸脫水塔之前預濃縮乙酸水溶液流，從而提高分離效率之能力；(2)將具有不同水濃度之多個流饋至液-液萃取塔與共沸蒸餾塔之不同饋料點，從而減少總能量消耗；及(3)在萃取塔內納入酯化催化劑護床以便將醇轉化為酯及水，從而減少系統內有害循環之醇之量。與先前技術系統相反，在本發明中藉由酯化反應產生之水可再使用。
現 參看圖3 中所示之實施例，用於自對酞酸製造廠之水溶液中回收乙酸之[先前技術]萃取-共沸蒸餾系統包括母液萃取塔32及共沸蒸餾塔24。來自氫化區段之主要含有水與少量溶解反應副產物有機物(諸如對甲苯甲酸及苯甲酸(分別為882 ppm及125 ppm，Ohkoshi等人所述))之水性母液312在靠近萃取塔32頂部之位置饋入該塔32中。至少一個流326在萃取塔32底部附近饋入萃取溶劑，使得萃取溶劑326與至少一個饋料水流317以對流方式移動通過該塔32時密切接觸。Ohkoshi等人之日本專利申請案JP 244196/95(1995)中已主張乙酸正丁酯在其萃取製程中有效用作萃取對甲苯甲酸及苯甲酸之萃取溶劑。在進一步處理期間，可回收萃取溶劑326以便再用於萃取塔32中。
對甲苯甲酸及其他有機物自饋料流317萃入萃取溶劑326中，從而使萃取塔32底部混合物之水性組分中之有機物(特定言之對甲苯甲酸)濃度大大降低。在Ohkoshi設計中，有機物消耗之水流318離開萃取塔32底部，進一步處理後再處置，而非再循環。含有萃取溶劑326及對甲苯甲酸及其他有機副產物之所得混合物流321離開萃取塔32頂部且流向共沸蒸餾塔24。
溶液流321饋入共沸蒸餾塔24中，其中其經蒸餾以自經萃取之有機物中分離大部分殘餘水。萃取溶劑326與水形成共沸混合物，從而該共沸混合物作為揮發物323自該塔24頂部蒸餾。根據Ohkoshi，選擇乙酸正丁酯作為萃取溶劑326，其亦用以在共沸蒸餾塔24中與水形成共沸物。自共沸蒸餾塔24底部回收富含乙酸且含有少量水、含有所回收對甲苯甲酸及其他反應副產物之液流322且再循環至氧化區段10。自反應回收對甲苯甲酸及其他有機物副產物可提高對酞酸產率。
共沸混合物323冷凝且形成兩個液相，其可在傾析器50中分離成富水相320(其可進一步處理後處置)，及主要包含萃取溶劑之含少量水之有機相319(其可在萃取塔32及共沸蒸餾塔24中再循環及再使用)。
如以上所討論，先前技術乙酸回收方法之固有不足已經由將創新併入Jang等人之美國專利申請案12/382,801(2009)中所描述及說明之方法裝置中來解決。其中，護床位於萃取塔內頂部附近，其含有酯化催化劑，乙酸與反應混合物中存在之醇在該酯化催化劑上反應形成相應酯及水，如方程式1中針對乙酸正丁酯之情況所說明。該護床可減少系統中循環之醇之量。反應1係使用酸性催化劑(諸如氧化鋁-HZSM5)或離子交換樹脂之酸性形式(例如Amberlyst 36)來加速。
n-C4 H9 OH+HOAc←→ n-C4 H9 OAc+H2 O　(1)
參考本發明，如圖4 所說明，現已發現使用本發明之裝置100可減少自水流中分離乙酸所需之消耗能量及粗對酞酸氫化區段中所需之水。儘管新穎裝置及方法包括執行功能與先前技術中所合併之組件/特徵類似的一些組件/特徵，但熟習此項技術者將清楚認識到，此等組件/特徵與未發現於先前技術中之若干新穎組件/特徵的組合(諸如溶劑汽提塔102及以串聯方式依次連接以達成節水與節能之該對母液萃取塔105、106)具有新穎性與創新性。應注意，該對母液萃取塔105、106在結構與功能方面均與先前技術圖3中之母液萃取塔32大不相同。
如圖4 中所示，新穎裝置包含共沸蒸餾塔24及用於萃取乙酸之液-液萃取塔107，其包括於裝置100之脫水區段18中。亦包括回收共沸劑423之溶劑汽提蒸餾塔102、呈一對以串聯方式依次連接之母液萃取塔105與106形式的純對酞酸母液萃取塔，及自水流418及420中分離殘餘共沸劑之共沸劑汽提塔29。亦提供傾析器50。
來自過濾器75(其為對酞酸製造裝置之一部分)之主要含有水及少量(典型地為500-1000 ppm)對甲苯甲酸及其他有機反應副產物之母液流413在塔頂附近饋入母液萃取塔105中。在圖1中通常作為氧化原料饋至氧化反應器12中之純對二甲苯流433在塔底附近饋入塔105中。此兩個流以逆流方式流動且自流413萃取包括對甲苯甲酸及對二甲苯之有機物以形成有機萃取物流434。主要含有對二甲苯與所萃取之對甲苯甲酸之萃取物流434接著饋至氧化反應器12(對酞酸製造裝置之氧化反應器12)中。來自萃取塔105底部之水流435在塔頂附近饋入萃取塔106中。
亦預期若所涉及之製造方法用於製造IPA，則所用溶劑為間二甲苯。
富含共沸劑之有機物流436(來自傾析器50之流419之一部分)在塔底附近饋入塔106中。此兩個流435與436以逆流方式流動且在萃取塔105中未萃取而殘留於水流435中之包括對甲苯甲酸的有機物被有機物流436萃取而形成有機萃取物流421。來自萃取塔106底部之水流431饋至溶劑汽提塔102中以回收來自汽提塔102頂部的所溶解有機物作為流423。來自溶劑汽提塔102底部之水流424除去有機物後可再循環至旋轉過濾器168(在對酞酸製造裝置中)且再使用，如圖4 中針對本發明所說明。
再次參看圖4 ，有機萃取物流421自萃取塔106送至共沸蒸餾塔24上游之乙酸萃取塔107。來自共沸劑汽提塔29之水流432之一部分作為流425(2 T/h)再循環至旋轉過濾器168中，另一部分作為流405(12 T/h)再循環至母液槽72中，且其餘部分為作為廢水22排放之流415(18 T/h)。來自溶劑汽提塔29之含有經回收溶劑之上部輸出流送至傾析器50中。
蒸餾塔102係用於分離來自母液萃取塔106底部的富水塔底流431。揮發物流423自塔102頂部離開。揮發物流423主要包含有機物及約3%最初存於饋料流431中之水。包含最初存於饋料流431中之水之大部分之流424離開塔102底部。揮發物流423以冷凝物形式返回傾析器50，其中其分離成水相流420及富含萃取溶劑之有機相流419。液流424為足夠清潔之水，從而其可與水流425一起作為經回收之水流422在未經進一步處理之情況下再循環用於裝置100之粗對酞酸氫化區段16中。自揮發物流423回收之萃取溶劑再循環用於共沸蒸餾塔24中。
亦在圖5 中說明之本發明之另一配置，該新穎裝置包含共沸蒸餾塔24，但不包含裝置100之脫水區段18中所包括的用於萃取乙酸之液-液萃取塔107。亦包括回收共沸劑523之溶劑汽提蒸餾塔102、呈一對以串聯方式依次連接之母液萃取塔105與106形式的純對酞酸母液萃取塔，及自水流520中分離殘餘共沸劑之共沸劑汽提塔29。亦提供傾析器50。
來自過濾器75(其為對酞酸製造裝置之一部分)之主要含有水及少量(典型地為500-1000 ppm)對甲苯甲酸及其他有機反應副產物之母液流513在塔頂附近饋入母液萃取塔105中。圖1中通常作為氧化原料饋至氧化反應器12中之純對二甲苯流533在塔底附近饋入塔105中。此兩個流以逆流方式流動且自流513萃取包括對甲苯甲酸及對二甲苯之有機物以形成有機萃取物流534。主要含有對二甲苯與所萃取對甲苯甲酸之萃取物流534接著饋至氧化反應器12(對酞酸製造裝置之氧化反應器12)中。來自萃取塔105底部之水流535在塔頂附近饋入萃取塔106中。
亦預期若所涉及之製造方法用於製造IPA，則所用溶劑為間二甲苯。
富含共沸劑之有機物流536(來自傾析器50之流519之一部分)在塔底附近饋入塔106中。此兩個流535與536以逆流方式流動且在萃取塔105中未萃取而殘留於水流535中之包括對甲苯甲酸的有機物被有機物流536萃取而形成有機萃取物流521。來自萃取塔106底部之水流531饋至溶劑汽提塔102中以回收來自汽提塔102頂部的所溶解有機物作為流523。來自溶劑汽提塔102底部之水流524除去有機物後可再循環至旋轉過濾器168(在對酞酸製造裝置中)且再使用，如圖5 中針對本發明所說明。
再次參看圖5 ，有機萃取物流521自萃取塔106送至共沸蒸餾塔24中。來自共沸劑汽提塔29之水流532之一部分作為流525(2 T/h)再循環至旋轉過濾器168中，另一部分作為流505(12 T/h)再循環至母液槽72中，且其餘部分為作為廢水22排放之流515(18 T/h)。來自溶劑汽提塔29之含有經回收溶劑之上部輸出流送至傾析器50中。
蒸餾塔102係用於分離來自母液萃取塔106底部的富水塔底流531。揮發物流523自塔102頂部離開。揮發物流523主要包含有機物及約3%最初存於饋料流531中之水。包含最初存於饋料流531中之水之大部分之流524離開塔102底部。揮發物流523以冷凝物形式返回傾析器50，其中其分離成水相流520及富含萃取溶劑之有機相流519。液流524為足夠清潔之水，從而其可與水流525一起作為經回收水流522在未經進一步處理之情況下再循環用於裝置100之粗對酞酸氫化區段16中。自揮發物流523回收之萃取溶劑再循環用於共沸蒸餾塔24中。
下表1列出每小時製造120公噸對酞酸、同時回收乙酸之方法的水輸入及輸出。為達成舉例及詳細比較本發明與先前技術之目的，下文以實施例形式呈現不同方法中各種流之性質及含量。
共沸蒸餾塔24之輸出包括含有揮發物之塔頂流428，其饋至傾析器50中，及含有實質上純乙酸之塔底流427，其經回收用於再循環。
表1.先前技術乙酸回收系統與本發明之水供應及水排放的比較。
藉由比較圖2及圖3與圖4之資料，可見裝置100顯著不同於先前技術之裝置15，且表1 展示所得益處。結果減少用於處置或銷毀之有機物質之量。又，水可回收及再循環用於區段16中，其中有利結果在於製造製程不需補給水，且捨棄之廢水量大大降低(製造120公噸/小時對酞酸，產生18公噸/小時廢水(與260-290公噸/小時廢水相比))，如表1 所示。已發現此等特徵亦使總體製程的成本淨降低，包括能量消耗減少，總體製程包含製造對酞酸、處理粗產物及回收純對酞酸及其有機副產物、回收及再循環乙酸、及處置廢水。因此可見本文所述之本發明為製造對酞酸提供經濟及環境效益。
本發明之以上描述係為說明及描述之目的而呈現。不希望其詳盡無遺或將本發明限於所揭示之明確形式。顯然，許多修改及變化對於熟習此項技術者而言為顯而易知的。希望本發明之範疇係由以下申請專利範圍及其等效物限定。
實施例
以下實施例能夠對先前技術與本發明作出比較。在各種情況下，各流中各組分之量係針對每小時製造120公噸對酞酸且回收乙酸之製造廠而言。具有相同輸出之不同製造廠的各流之含量詳細列於表2(關於圖2 中說明之典型先前技術工廠)、表3(關於圖3 中說明之經修改先前技術工廠)及表4(關於圖4 中說明之本發明)中。在各表中，「TA」意謂對酞酸。
實施例1。
表2.　圖2 中所說明之典型先前技術乙酸回收系統中之各種流的含量。
實施例2。
表3.　圖3 中所說明之根據Ohkoshi等人之經修改之先前技術乙酸回收系統中各種流的含量。
實施例3。
表4.　圖4 中所說明之自水流回收乙酸及水之本發明方法中的各種流之含量。
此等結果概述於表1中。
實施例4。
現已發現可藉由自裝置移除液-液萃取塔107達成與實施例3中實質上相同之結果。圖5說明本發明之此新穎具體實例。注意，新穎方法之製程流係與圖4中相同，但其以500系列而非400系列編號。更特定言之，方法差異在於包括分別將含有乙酸之液體流529及氣體流530直接輸入共沸蒸餾塔24中。另外，來自該對母液萃取塔之第二塔106之製程流521直接饋至共沸蒸餾塔24中。又，來自傾析器50之有機物流519之一部分亦饋至共沸蒸餾塔24中。
表5.　圖5 中所說明之自水流回收乙酸及水之本發明方法中的各種流之含量。
所引用之參考文獻
美國專利文件
7,048,835 B2　2006年5月　Jang等人　203/16　
5,662,780　1997年9月　Sasaki等人　203/81　
2,395,010　1946年2月　Othmer　260-541
美國專利申請案
PCT/US2006/036963　2005年9月　Jang及Wu　
12/382,801　2009年3月　Jang等人
國外專利及申請案
EP 0 764 627 A1　1997年3月　Ohkoshi等人(JP 244196/95(1995))
10．．．製造廠
12．．．氧化裝置
14．．．裝置
15．．．另一裝置
16．．．粗對酞酸氫化區段
18．．．脫水區段
20．．．乙酸
22．．．廢水
24．．．共沸蒸餾塔
29．．．共沸劑汽提塔
32．．．萃取塔
40．．．乙酸甲酯
50．．．傾析器
60．．．粗對酞酸
62．．．氫化反應器
64．．．結晶單元
66．．．離心機
68．．．真空過濾器
70．．．補給水
72．．．母液槽
73．．．真空驟沸桶
75．．．過濾器
80．．．水濃縮器
82．．．第1冷凝器
84．．．第2冷凝器
88．．．第3冷凝器
90．．．第4冷凝器
92．．．流
94．．．流
96．．．流
100．．．裝置
102．．．溶劑汽提蒸餾塔
105．．．母液萃取塔
106．．．母液萃取塔
107．．．液-液萃取塔
168．．．旋轉過濾器
201．．．TA：120 T/h；4-CBA：2500 ppm
202．．．TA：120 T/h；H2 O：280 T/h；p-Tol：970 ppm
203．．．漿料，TA：120 T/h；H2 O：175 T/h；p-Tol：1540 ppm
204．．．H2 O：100 T/h
205．．．H2 O：160 T/h
206．．．TA：120 T/h；H2 O：10 T/h；p-Tol：<150 ppm
207．．．冷凝物，H2 O：105 T/h；p-Tol：30 ppm
208．．．母液，H2 O：280 T/h；p-Tol：10 ppm
209．．．冷凝物，H2 O：15 T/h；p-Tol：30 ppm
210．．．經洗滌之母液，TA：265 T/h；p-Tol：980 ppm
211．．．H2 O：250 T/h；p-Tol：1040 ppm
212．．．濾液(水及p-Tol)，H2 O：248 T/h；p-Tol：650 ppm
213．．．H2 O：2 T/h；p-Tol：49400 ppm
214．．．H2 O：278 T/h；p-Tol：580 ppm
215．．．水，H2O：30 T/h
216．．．有機相，主要為共沸劑
217．．．水相
218．．．來自共沸蒸餾塔之揮發物，H2 O及共沸劑
219．．．來自共沸塔之產物流，乙酸
220．．．液體乙酸水溶液饋料流
221．．．含有蒸氣乙酸之饋料流
222．．．共沸劑
223．．．共沸劑
301．．．TA：120 T/h；4-CBA：2500 ppm
302．．．TA：120 T/h；H2 O：280 T/h；p-Tol：970 ppm
303．．．漿料，TA：120 T/h；H2 O：175 T/h；p-Tol：1540 ppm
304．．．H2 O：100 T/h
305．．．H2 O：130 T/h
306．．．A：120 T/h；H2 O：10 T/h；p-Tol：<150 ppm
307．．．冷凝物，H2 O：105 T/h；p-Tol：30 ppm
308．．．母液，H2 O：280 T/h；p-Tol：10 ppm
309．．．冷凝物，H2 O：15 T/h；p-Tol：30 ppm
310．．．經洗滌之母液，TA：265 T/h；p-Tol：980 ppm
311．．．H2 O：250 T/h；p-Tol：1040 ppm
312．．．濾液(水及p-Tol)，H2 O：248 T/h；p-Tol：650 ppm
313．．．H2 O：148 T/h；p-Tol：650 ppm
314．．．H2 O：2 T/h；p-Tol：49400 ppm
315．．．H2 O：248 T/h；p-Tol：400 ppm
316．．．來自共沸劑汽提塔之水，H2 O：30 T/h
317．．．H2 O：100 T/h；p-Tol：650 ppm
318．．．萃餘物(水)，H2 O：100 T/h；p-Tol：<50 ppm
319．．．有機相，主要為共沸劑
320．．．水相
321．．．萃取物(溶劑、p-Tol及TA)
322．．．來自共沸塔之產物流，乙酸
323．．．來自共沸蒸餾塔之揮發物，H2 O及共沸劑
324．．．液體乙酸水溶液饋料流
325．．．含有蒸氣乙酸之饋料流
326．．．至萃取塔之含乙酸饋料
401．．．TA：120 T/h；4-CBA：2500 ppm
402．．．TA：120 T/h；H2 O：280 T/h；p-Tol：1370 ppm
403．．．漿料，TA：120 T/h；H2 O：175 T/h；p-Tol：2180 ppm
404．．．TA：147 T/h；p-Tol：2180 ppm
405．．．H2 O：12 T/h
406．．．TA：120 T/h；H2 O：10 T/h；p-Tol：<150 ppm
407．．．冷凝物，H2 O：105 T/h；p-Tol：30 ppm
408．．．回收之母液，H2 O：280 T/h；p-Tol：370 ppm
409．．．冷凝物，H2 O：15 T/h；p-Tol：30 ppm
410．．．經洗滌之母液，TA：78 T/h；p-Tol：700 ppm
411．．．H2 O：132 T/h；p-Tol：2420 ppm
412．．．濾液，H2 O：130 T/h；p-Tol：650 ppm
413．．．H2 O：60 T/h；p-Tol：650 ppm
414．．．H2 O：2 T/h；p-Tol：12%
415．．．H2 O：18 T/h
416．．．水，H2 O：14 T/h
417．．．H2 O：82 T/h；p-Tol：650 ppm
418．．．萃餘物(水)
419．．．共沸劑
420．．．水相
421．．．萃取物(溶劑、p-Tol及TA)
422．．．回收之水
423．．．汽提之有機物，H2 O：2 T/h
424．．．H2 O：58 T/h；p-Tol 20 ppm
425．．．H2 O：2 T/h
426．．．來自乙酸塔之萃取物
427．．．來自共沸塔之產物流，乙酸
428．．．來自共沸塔之揮發物
429．．．含有乙酸之液體水性饋料流
430．．．含有乙酸之蒸氣饋料流
431．．．來自母液萃取塔之塔底料，H2 O及有機物
432．．．來自共沸劑汽提塔之水，H2 O：30 T/h
433．．．至第2萃取塔之對二甲苯饋料
434．．．來自第2萃取塔之萃取物
435．．．自第2萃取塔至第3萃取塔之萃餘物
436．．．至第3萃取塔之共沸劑
501．．．TA：120 T/h；4-CBA：2500 ppm
502．．．TA：120 T/h；H2 O：280 T/h；p-Tol：1370 ppm
503．．．漿料，TA：120 T/h；H2 O：175 T/h；p-Tol：2180 ppm
504．．．TA：147 T/h；p-Tol：2180 ppm
505．．．H2 O：12 T/h
506．．．TA：120 T/h；H2 O：10 T/h；p-Tol：<150 ppm
507．．．冷凝物，H2 O：105 T/h；p-Tol：30 ppm
508．．．回收之母液，H2 O：280 T/h；p-Tol：370 ppm
509．．．冷凝物，H2 O：15 T/h；p-Tol：30 ppm
510．．．經洗滌之母液，TA：78 T/h；p-Tol：700 ppm
511．．．H2 O：132 T/h；p-Tol：2420 ppm
512．．．濾液，H2 O：130 T/h；p-Tol：650 ppm
513．．．H2 O：60 T/h；p-Tol：650 ppm
514．．．H2 O：2 T/h；p-Tol：12%
515．．．H2 O：18 T/h
516．．．水，H2 O：14 T/h
517．．．H2 O：82 T/h；p-Tol：650 ppm
519．．．共沸劑
520．．．水相
521．．．萃取物(溶劑、p-Tol及TA)
522．．．回收之水
523．．．汽提之有機物，H2 O：2 T/h
524．．．H2 O：58 T/h；p-Tol 20 ppm
525．．．H2 O：2 T/h
527．．．來自共沸塔之產物流，乙酸
528．．．來自共沸塔之揮發物
529．．．含有乙酸之液體水性饋料流
530．．．含有乙酸之蒸氣饋料流
531．．．來自母液萃取塔之塔底料，H2 O及有機物
532‧‧‧來自共沸劑汽提塔之水，H2 O：30T/h
533‧‧‧至第2萃取塔之對二甲苯饋料
534‧‧‧來自第2萃取塔之萃取物
535‧‧‧自第2萃取塔至第3萃取塔之萃餘物
536‧‧‧至第3萃取塔之共沸劑
圖1 為說明藉由對二甲苯氧化製造對酞酸之先前技術裝置的方法流程圖。
圖2 為說明自用於藉由對二甲苯氧化製造及純化對酞酸之水流中回收乙酸之典型先前技術裝置的方法流程圖。
圖3 (經標記之先前技術)為根據Ohkoshi等人之自製造對酞酸之氫化反應器之母液中回收對甲苯甲酸的第二方法之方法流程圖。
圖4 為說明本發明之方法配置的方法流程圖，其係用於回收乙酸與對甲苯甲酸及用於減少或純化藉由對二甲苯氧化製造對酞酸之氫化區段中之純水補給。
圖5 為說明本發明之方法流程的另一方法流程配置，其係用於回收乙酸與對甲苯甲酸及用於減少或純化藉由對二甲苯氧化製造對酞酸之氫化區段中之純水補給。
16．．．粗對酞酸氫化區段
18．．．脫水區段
20．．．乙酸
22．．．廢水
24．．．共沸蒸餾塔
29．．．共沸劑汽提塔
40．．．乙酸甲酯
50．．．傾析器
60．．．粗對酞酸
62．．．氫化反應器
64．．．結晶單元
72．．．母液槽
73．．．真空驟沸桶
75．．．過濾器
100．．．裝置
102．．．溶劑汽提蒸餾塔
105．．．母液萃取塔
106．．．母液萃取塔
107．．．液-液萃取塔
168．．．旋轉過濾器
401．．．TA：120 T/h；4-CBA：2500 ppm
402．．．TA：120 T/h；H2 O：280 T/h；p-Tol：1370 ppm
403．．．漿料，TA：120 T/h；H2 O：175 T/h；p-Tol：2180 ppm
404．．．TA：147 T/h；p-Tol：2180 ppm
405．．．H2 O：12 T/h
406．．．TA：120 T/h；H2 O：10 T/h；p-Tol：<150 ppm
407．．．冷凝物，H2 O：105 T/h；p-Tol：30 ppm
408．．．回收之母液，H2 O：280 T/h；p-Tol：370 ppm
409．．．冷凝物，H2 O：15 T/h；p-Tol：30 ppm
410．．．經洗滌之母液，TA：78 T/h；p-Tol：700 ppm
411．．．H2 O：132 T/h；p-Tol：2420 ppm
412．．．濾液，H2 O：130 T/h；p-Tol：650 ppm
413．．．H2 O：60 T/h；p-Tol：650 ppm
414．．．H2 O：2 T/h；p-Tol：12%
415．．．H2 O：18 T/h
416．．．水，H2 O：14 T/h
417．．．H2 O：82 T/h；p-Tol：650 ppm
418．．．萃餘物(水)
419．．．共沸劑
420．．．水相
421．．．萃取物(溶劑、p-Tol及TA)
422．．．回收之水
423．．．汽提之有機物，H2 O：2 T/h
424．．．H2 O：58 T/h；p-Tol 20 ppm
425．．．H2 O：2 T/h
426．．．來自乙酸塔之萃取物
427．．．來自共沸塔之產物流，乙酸
428．．．來自共沸塔之揮發物
429．．．含有乙酸之液體水性饋料流
430．．．含有乙酸之蒸氣饋料流
431．．．來自母液萃取塔之塔底料，H2 O及有機物
432．．．來自共沸劑汽提塔之水，H2 O：30 T/h
433．．．至第2萃取塔之對二甲苯饋料
434．．．來自第2萃取塔之萃取物
435．．．自第2萃取塔至第3萃取塔之萃餘物
436．．．至第3萃取塔之共沸劑

Claims (19)

  1. 一種自對酞酸製造期間所產生之水流中回收乙酸、共沸劑、可再用水及包含對甲苯甲酸之其他反應產物的方法，其中該方法不需要補給水且將廢水排放量減到最小；該方法包含：(a)提供裝置，其包含共沸蒸餾塔；傾析器；共沸劑汽提塔；以串聯方式依次連接之一對母液萃取塔；及溶劑汽提塔；(b)向該共沸蒸餾塔中饋入含有乙酸、其它有機物及水之液體輸入流；(c)自該共沸蒸餾塔回收呈塔底流形式之乙酸；(d)來自該共沸蒸餾塔之塔頂揮發物流在該傾析器中冷凝且自流中分離為水相及富含共沸劑之有機物流；(e)將來自該傾析器之該有機物流分成返回該共沸蒸餾塔中之流及饋至該對母液萃取塔之第二塔中之流；(f)將來自該傾析器之該水相送至該共沸劑汽提塔中以便進一步回收該共沸劑；(g)將含有對甲苯甲酸之母液流及實質上純對二甲苯之溶劑流饋至該對母液萃取塔之第一塔中以形成 主要含有該溶劑對二甲苯與所萃取對甲苯甲酸之有機萃取物流，及將該回收之有機物流送至氧化反應器中以便再用於對酞酸純化製程中；(h)將來自該對母液萃取塔之第一塔的該水流及該富含共沸物之有機物流饋至該對母液萃取塔之第二塔中；(i)使來自該對母液萃取塔之第二塔之該所回收有機物流返回該共沸蒸餾塔中；(j)將來自該對母液萃取塔之第二塔之該所回收水流送至該溶劑汽提塔中以便回收呈塔頂流形式的共沸劑且送至該傾析器中，而將來自該溶劑汽提塔底部之實質上純水流再循環至該對酞酸製造製程中以便再使用；及(k)回收來自該共沸劑汽提塔的水流以便再用於該對酞酸純化製程中。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中來自該共沸劑汽提塔之水流之一部分再循環用於該對酞酸製造製程中，另一部分再循環至母液來源槽中用於該對酞酸製造製程中且其餘部分作為廢水排放。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中含有乙酸之蒸汽流係輸入該共沸蒸餾塔中。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中含有不同濃度的水、乙酸及其它有機物之多個液輸入流係饋入該共沸蒸餾塔中。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中在步驟(g)中，該對母液萃取塔之第一塔內之該等製程流在該塔內係逆流流動，且其中在步驟(h)中，該對母液萃取塔之第二塔內之該等製程流在該塔內係逆流流動。
  6. 一種自對酞酸製造期間所產生之水流中回收乙酸、萃取劑、共沸劑、可再用水及包含對甲苯甲酸之其他反應產物的方法，其中該方法不需要補給水且將廢水排放量減到最小；該方法包含：(a)提供裝置，其包含共沸蒸餾塔；傾析器；共沸劑汽提塔；液/液萃取塔；以串聯方式依次連接之一對母液萃取塔；及溶劑汽提塔；(b)將一萃取劑、含有有機物及水之液輸入流饋至該液-液萃取塔中，及將來自該液-液萃取塔之塔頂揮發物流饋至該共沸蒸餾塔中；(c)自該共沸蒸餾塔回收呈塔底流形式之乙酸；(d)來自該共沸蒸餾塔之塔頂揮發物流在該傾析器中冷凝且分離為水相及富含共沸劑之有機物流，及將該有機物流分成送至該共沸蒸餾塔中之流、送至該對母液萃取塔之第二塔中之流及送至該液-液萃取塔中之流； (e)使來自該傾析器之該有機物流返回該共沸蒸餾塔中；(f)將來自該傾析器之水相送至該共沸劑汽提塔中以便進一步回收該共沸劑；(g)回收來自該液-液萃取塔之塔底水流中之萃取劑及將其送至該共沸劑汽提塔中；(h)將含有對甲苯甲酸之母液流及實質上純對二甲苯之溶劑流饋至該對母液萃取塔之第一塔中以形成主要含有該溶劑對二甲苯與所萃取對甲苯甲酸之有機萃取物流，及將該回收之有機物流送至氧化反應器中以便再用於該對酞酸純化製程中；(i)將來自該對母液萃取塔之第一塔之該水流及該富含共沸物之有機物流饋至該對母液萃取塔之第二塔中；(j)使來自該第二母液萃取塔的該所回收有機物流返回該液-液萃取塔中；(k)將來自該對母液萃取塔之第二塔之該所回收水流送至該溶劑汽提塔中以便回收呈塔頂流形式的共沸劑且送至該傾析器中，而將來自該溶劑汽提塔底部之實質上純水流再循環至該對酞酸製造製程中以便再使用；及(l)回收來自該共沸劑汽提塔的水流以便再用於該對酞酸純化製程中。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中含有不同濃度的 水、乙酸及其它有機物之多個液流係饋入該共沸蒸餾塔中。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該多個液流係饋至該液-液萃取塔與該共沸蒸餾塔之不同饋入點。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其包含在饋至該液-液萃取塔及共沸蒸餾塔之前預濃縮該等液流。
  10. 如申請專利範圍第9項之方法，其中在該液-液萃取塔內及塔頂附近設置護床，該護床含有酯化催化劑以將醇轉化為酯及水，且其中該水再循環以便再使用。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該酯化催化劑為選自由酸形式之鋁矽酸鹽及酸形式之離子交換樹脂組成之群的酸性催化劑。
  12. 如申請專利範圍第6項之方法，其中選自由乙酸異丁酯、乙酸正丁酯、乙酸異丙酯及乙酸正丙酯組成之群之低碳烷酯在該液-液萃取塔中係作為萃取劑使用，且其中對二甲苯在該對母液萃取塔之第二塔中作為共沸蒸餾劑使用。
  13. 如申請專利範圍第6項之方法，其中選自由乙酸異丁酯、乙酸正丁酯、乙酸異丙酯及乙酸正丙酯組成之群之低碳烷酯在該液-液萃取塔中係作為萃取劑使用，且其中間二甲苯在該對母液萃取塔之第二塔中作為萃取劑使用。
  14. 如申請專利範圍第6項之方法，其中來自該共沸劑汽提塔之水流之一部分再循環用於該對酞酸製造製程 中，另一部分再循環至母液來源槽中用於該對酞酸製造製程中且其餘部分作為廢水排放。
  15. 如申請專利範圍第6項之方法，其中含有乙酸之蒸汽流係輸入該共沸蒸餾塔中。
  16. 一種自對酞酸製造期間所產生之水流中回收乙酸、共沸劑、可再用水及包含對甲苯甲酸之其他反應產物的裝置，其包含：共沸蒸餾塔，其藉由將水以與共沸劑之共沸物形式移除來分離乙酸；傾析器，其用於冷凝來自該共沸蒸餾塔之揮發物後分離水相與富含共沸劑之有機相；蒸餾塔，其為用於藉由蒸餾來自該傾析器之該水相來回收共沸劑之共沸劑汽提塔；以串聯方式依次連接之一對母液萃取塔，其用於自水性對酞酸母液中回收有機物；及溶劑汽提塔，其移除來自該對母液萃取塔之第二塔之塔底水流中的共沸劑，從而產生實質上清潔水之流以便再使用。
  17. 一種自對酞酸製造期間所產生之水流中回收乙酸、共沸劑、可再用水及包含對甲苯甲酸之其他反應產物的裝置，其包含：共沸蒸餾塔，其藉由將水以與共沸劑之共沸物形式移除來分離乙酸；傾析器，其用於冷凝來自該共沸蒸餾塔之揮發物 後分離水相與富含共沸劑之有機相；蒸餾塔，其為用於藉由蒸餾來自該傾析器之該水相來回收共沸劑之共沸劑汽提塔；液-液萃取塔，其係使用該共沸劑作為萃取劑自各種乙酸濃度之輸入水流中分離乙酸；一對母液萃取塔，其用於自水性對酞酸母液中回收有機物；及溶劑汽提塔，其移除來自該對母液萃取塔之第二塔之塔底水流中的共沸劑，從而產生實質上清潔水之流以便再使用。
  18. 如申請專利範圍第17項之裝置，其包含護床在該液-液萃取塔內及塔頂附近，該護床含有酯化催化劑以將醇轉化為酯及水，且其中該水再循環以便再使用。
  19. 如申請專利範圍第18項之裝置，其中該酯化催化劑為選自由酸形式之鋁矽酸鹽及酸形式之離子交換樹脂組成之群的酸性催化劑。
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