WO2008092602A1 - Verfahren zur nutzung der oxidationsabgase bei der terephthalsäureherstellung - Google Patents
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- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/42—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
Definitions
- the invention relates to a method for using the resulting in the oxidative production of terephthalic acid from p-xylene oxidation gases.
- the majority of the exhaust gases purified in the high-pressure absorber 3 are first supplied to an expander 7 and purified to normal pressure by a low-pressure catalytic combustion 8 and a low-pressure scrubber 9 to remove hydrogen bromide so far that the exhaust gases are discharged through the chimney 10 can.
- the invention therefore relates to a process for the use of the oxidative onsabgase obtained in the oxidative production of terephthalic acid from p-xylene, in which the exhaust gases are first completely returned to normal pressure, then oxidatively cleans and washes and of these purified exhaust gases a partial stream before removal branches off through the chimney, compresses and dries and then uses it to pneumatically convey terephthalic acid.
- the oxidative exhaust gases under high pressure are fed to an expander 7 where they are reduced to normal pressure and then at atmospheric pressure the pollutants contained in the oxidative exhaust gases by catalytic combustion 8 operated at low pressure and low Removed pressurized hydrogen bromide wash.
- the thus purified inert gas is then compressed again to the required delivery pressure and dried and can then be used readily for the pneumatic conveying of terephthalic acid.
- the inventive method is shown schematically in Fig. 2.
- the exhaust gas coming from the oxidation reactor 2 is fed to a high-pressure absorber 3 for further reduction of the volatile organic constituents and the entire gas stream is then introduced into the expander turbine 7 of the air compressor 1.
- a motor M can be driven, which is necessary for the operation of the compressor 1.
- exhaust gas is supplied from the expansion turbine 7 of a catalytic low-pressure combustion 8, the energy- tark and reduces the pollutants to the required emission levels through combustion.
- the exhaust gas is then subjected to a low-pressure wash to remove bromine compounds which are formed by the use of bromine as promoter in the p-xylene oxidation, and then discharged to the atmosphere via a chimney.
- a part of the exhaust gas before it reaches the chimney is used for the pneumatic conveying of terephthalic acid by first compressing the exhaust gas to the delivery pressure and, after subsequent drying, introducing it into the delivery system.
- the pneumatic conveying, bypassing the conveying gas compressor with the exhaust gases which are supplied from the high-pressure absorber can also be operated for a limited time. This means that the usual provision of a reserve compressor is not required here.
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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 pneumatisehen Förderung von Terephthalsäure verwendet.
Description
Verfahren zur Nutzung der Oxidationsabgase bei der Terephthalsäure- herstellung
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 Abb. 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 zuge- führt 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 anfallen- den 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 katalyti- schen 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 Oxidati- onsabgase, 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 Abb. 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 wer- den, 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 Oxida- tion 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 För- derdruck 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 katalyti- sche 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 Eliminie- rung der aufwendigen Gasreinigungsanlagen erheblich vereinfacht.
Bezugszeichenliste:
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
1. Verfahren zur Nutzung der bei der oxidativen Herstellung von Te- rephthalsäure 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 Normal- druck 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.
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