EA 027339B1 20170731 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/027339 Полный текст описания [**] EA201390263 20110812 Регистрационный номер и дата заявки US12/860,135 20100820 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2011/047500 Номер международной заявки (PCT) WO2012/024167 20120223 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа [PDF] eab21707 Номер бюллетеня [GIF] EAB1\00000027\339BS000#(2828:1866) Основной чертеж [**] УЛУЧШЕНИЕ СКОРОСТИ ФИЛЬТРОВАНИЯ ПРИ ОЧИСТКЕ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ РЕГУЛИРОВАНИЕМ % ВОДЫ В СУСПЕНЗИИ, ПОДАВАЕМОЙ В ФИЛЬТР Название документа [8] C22B 5/00 Индексы МПК [US] Паркер Кенни Рандольф Сведения об авторах [MX] ГРУПО ПЕТРОТЕМЕКС, С.А. ДЕ С.В. Сведения о патентообладателях [MX] ГРУПО ПЕТРОТЕМЕКС, С.А. ДЕ С.В. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000027339b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Способ обработки потока сброса, образовавшегося при получении терефталевой кислоты, включающий: (a) упаривание окисленного потока сброса, образующегося в процессе получения терефталевой кислоты, в зоне первого испарителя с получением первого потока пара и концентрированного потока сброса; при этом указанный окисленный поток сброса содержит карбоновую кислоту, металлический катализатор, примеси, воду и растворитель; при этом указанный растворитель содержит уксусную кислоту и воду; (b) добавление воды к указанному концентрированному потоку сброса в первой зоне смешивания с получением богатого водой концентрированного потока сброса; (c) упаривание указанного богатого водой концентрированного потока сброса в зоне второго испарителя с получением второго потока пара и потока высококонцентрированной суспензии сброса; (d) добавление воды к указанному потоку высококонцентрированной суспензии сброса во второй зоне смешивания с получением богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса; (e) фильтрование указанной богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса в зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием отфильтрованного материала и маточной жидкости; (f) промывку указанного отфильтрованного материала подаваемыми промывочными материалами в указанной зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием промытого отфильтрованного материала и промывочного фильтрата; (g) добавление воды к указанной маточной жидкости в третьей зоне смешивания и затем экстрагирование водной смеси с помощью экстракционного растворителя с получением потока экстракта и очищенного потока, содержащего металлический катализатор.

2. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной на этапах (d) и (g), дает в результате указанную водную смесь на этапе (g) с массовым соотношением уксусная кислота:вода, изменяющимся в пределах от 0,7:1 до 1,4:1.

3. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной на этапах (d) и (g), дает в результате указанную водную смесь на этапе (g) с массовым соотношением уксусная кислота:вода, изменяющимся в пределах от 0,9:1 до 1,2:1.

4. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), изменяется от 5 до 25 мас.% от общей массы воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d) и третьей зоны смешивания этапа (g).

5. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), изменяется в пределах от 5 до 50 мас.% от общей массы воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d) и третьей зоны смешивания этапа (g).

6. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), является достаточным количеством, чтобы количество кобальта (металлического катализатора) в указанном промытом отфильтрованном материале составляет менее чем 1500 ч./млн.

7. Способ по п.6, в котором по меньшей мере 80% указанного металлического катализатора из указанной высококонцентрированной суспензии сброса извлекают посредством использования указанной зоны разделения в указанной маточной жидкости и совокупном промывочном фильтрате.

8. Способ по п.7, в котором от 75 до 95 мас.% указанного окисленного потока сброса удаляют посредством выпаривания из указанного окисленного потока сброса на объединенных этапах (а) и (с).

9. Способ по п.8, где по меньшей мере часть промытого отфильтрованного материала направляют к продукту терефталевой кислоты после зоны окисления.

10. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 8 до 23 мас.%.

11. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 11 до 21 мас.%.

12. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 13 до 19 мас.%.

13. Способ по п.12, в котором используют устройство для разделения твердых продуктов и жидкости, которое представляет собой устройство фильтрования под давлением, которое работает при температуре между 25 и 90°C.

14. Способ по п.13, в котором указанное устройство фильтрования под давлением содержит по меньшей мере одну ячейку фильтра, где по меньшей мере одна ячейка фильтра аккумулирует по меньшей мере 0,25 дюйма по глубине указанного отфильтрованного материала.

15. Способ по п.14, в котором по меньшей мере часть маточной жидкости, образованной на этапе (е) направляют обратно в зону окисления способа получения терефталевой кислоты.

16. Способ по п.13, в котором указанное устройство фильтрования под давлением представляет собой роторный барабанный фильтр высокого давления.

17. Способ по п.16, в котором время пребывания во второй зоне выпаривания изменяется от 30 до 180 мин.

18. Способ по п.1, в котором поток экстракта направляют в дистилляционную колонну для извлечения экстракционного растворителя и потока удаляемого осадка, содержащего примеси побочных продуктов окисления.

19. Способ по п.18, в котором растворитель представляет собой уксусную кислоту, смешанную с водой в соотношении от 8:1 до 20:1.

20. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 5 до 25 мас.% воды.

21. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 10 до 20 мас.% воды.

22. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 13 до 18 мас.% воды.

23. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 8 до 23 мас.% воды.

24. Способ по п.18, в котором растворитель представляет собой уксусную кислоту, смешанную с водой в соотношении от 11:1 до 20:1.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Способ обработки потока сброса, образовавшегося при получении терефталевой кислоты, включающий: (a) упаривание окисленного потока сброса, образующегося в процессе получения терефталевой кислоты, в зоне первого испарителя с получением первого потока пара и концентрированного потока сброса; при этом указанный окисленный поток сброса содержит карбоновую кислоту, металлический катализатор, примеси, воду и растворитель; при этом указанный растворитель содержит уксусную кислоту и воду; (b) добавление воды к указанному концентрированному потоку сброса в первой зоне смешивания с получением богатого водой концентрированного потока сброса; (c) упаривание указанного богатого водой концентрированного потока сброса в зоне второго испарителя с получением второго потока пара и потока высококонцентрированной суспензии сброса; (d) добавление воды к указанному потоку высококонцентрированной суспензии сброса во второй зоне смешивания с получением богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса; (e) фильтрование указанной богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса в зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием отфильтрованного материала и маточной жидкости; (f) промывку указанного отфильтрованного материала подаваемыми промывочными материалами в указанной зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием промытого отфильтрованного материала и промывочного фильтрата; (g) добавление воды к указанной маточной жидкости в третьей зоне смешивания и затем экстрагирование водной смеси с помощью экстракционного растворителя с получением потока экстракта и очищенного потока, содержащего металлический катализатор.

2. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной на этапах (d) и (g), дает в результате указанную водную смесь на этапе (g) с массовым соотношением уксусная кислота:вода, изменяющимся в пределах от 0,7:1 до 1,4:1.

3. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной на этапах (d) и (g), дает в результате указанную водную смесь на этапе (g) с массовым соотношением уксусная кислота:вода, изменяющимся в пределах от 0,9:1 до 1,2:1.

4. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), изменяется от 5 до 25 мас.% от общей массы воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d) и третьей зоны смешивания этапа (g).

5. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), изменяется в пределах от 5 до 50 мас.% от общей массы воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d) и третьей зоны смешивания этапа (g).

6. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), является достаточным количеством, чтобы количество кобальта (металлического катализатора) в указанном промытом отфильтрованном материале составляет менее чем 1500 ч./млн.

7. Способ по п.6, в котором по меньшей мере 80% указанного металлического катализатора из указанной высококонцентрированной суспензии сброса извлекают посредством использования указанной зоны разделения в указанной маточной жидкости и совокупном промывочном фильтрате.

8. Способ по п.7, в котором от 75 до 95 мас.% указанного окисленного потока сброса удаляют посредством выпаривания из указанного окисленного потока сброса на объединенных этапах (а) и (с).

9. Способ по п.8, где по меньшей мере часть промытого отфильтрованного материала направляют к продукту терефталевой кислоты после зоны окисления.

10. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 8 до 23 мас.%.

11. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 11 до 21 мас.%.

12. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 13 до 19 мас.%.

13. Способ по п.12, в котором используют устройство для разделения твердых продуктов и жидкости, которое представляет собой устройство фильтрования под давлением, которое работает при температуре между 25 и 90°C.

14. Способ по п.13, в котором указанное устройство фильтрования под давлением содержит по меньшей мере одну ячейку фильтра, где по меньшей мере одна ячейка фильтра аккумулирует по меньшей мере 0,25 дюйма по глубине указанного отфильтрованного материала.

15. Способ по п.14, в котором по меньшей мере часть маточной жидкости, образованной на этапе (е) направляют обратно в зону окисления способа получения терефталевой кислоты.

16. Способ по п.13, в котором указанное устройство фильтрования под давлением представляет собой роторный барабанный фильтр высокого давления.

17. Способ по п.16, в котором время пребывания во второй зоне выпаривания изменяется от 30 до 180 мин.

18. Способ по п.1, в котором поток экстракта направляют в дистилляционную колонну для извлечения экстракционного растворителя и потока удаляемого осадка, содержащего примеси побочных продуктов окисления.

19. Способ по п.18, в котором растворитель представляет собой уксусную кислоту, смешанную с водой в соотношении от 8:1 до 20:1.

20. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 5 до 25 мас.% воды.

21. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 10 до 20 мас.% воды.

22. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 13 до 18 мас.% воды.

23. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 8 до 23 мас.% воды.

24. Способ по п.18, в котором растворитель представляет собой уксусную кислоту, смешанную с водой в соотношении от 11:1 до 20:1.


Евразийское ои 027339 (13) В1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента (51) Int. Cl. С22В 5/00 (2006.01)
2017.07.31
(21) Номер заявки 201390263
(22) Дата подачи заявки 2011.08.12
(21)
(54) УЛУЧШЕНИЕ СКОРОСТИ ФИЛЬТРОВАНИЯ ПРИ ОЧИСТКЕ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ
(56) US-B2-7282151
US-A1-20020193630
US-A-4939297
US-A1-200402493208
КИСЛОТЫ РЕГУЛИРОВАНИЕМ % ВОДЫ В СУСПЕНЗИИ, ПОДАВАЕМОЙ В ФИЛЬТР
(31) 12/860,135
(32) 2010.08.20
(33) US
(43) 2013.08.30
(86) PCT/US2011/047500
(87) WO 2012/024167 2012.02.23
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ГРУПО ПЕТРОТЕМЕКС, С.А. ДЕ
С.В. (MX)
(72) Изобретатель:
Паркер Кенни Рандольф (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(57) Способ относится к усовершенствованию извлечения металлического катализатора из окисленного потока сброса, полученного при синтезе карбоновой кислоты, как правило, терефталевой кислоты, с использованием фильтрования под давлением.
Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение испрашивает приоритет заявки в США с серийным номером 12/860, поданной 20 августа 2010 г., полное содержание которой тем самым включено в настоящее описание посредством этой ссылки.
Это изобретение относится к усовершенствованию извлечения металлического катализатора из окисленного потока сброса, полученного при синтезе терефталевой кислоты.
Усовершенствованного извлечения катализатора достигают в процессе очистки, включающем испарительную концентрацию подаваемого окисленного сброса для генерирования высококонцентрированной суспензии сброса, фильтрование богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса для получения маточной жидкости и отфильтрованного материала и направление маточной жидкости в зону экстрагирования.
Предпосылки создания изобретения
Терефталевую кислоту промышленно производят посредством окисления параксилола в присутствии катализатора, такого как, например, Co, Mn, Br, и растворителя. Терефталевая кислота, используемая при производстве полиэфирных волокон, пленок и смол, должна дополнительно обрабатываться для удаления примесей, образующихся в результате окисления параксилола.
Терефталевая кислота (ТФК)-(ТРА) является промежуточным продуктом в производстве сложных полиэфиров для применений, связанных с пластиками и волокнами. Промышленные способы производства ТФК часто основаны на окислении п-ксилола, катализируемом тяжелыми металлами, как правило, с бромидным промотором, в уксусно-кислом растворителе. Благодаря ограниченной растворимости ТФК в уксусной кислоте при практических условиях окисления в реакторе окисления обычно образуется суспензия кристаллов ТФК. Как правило, суспензия ТФК в окислителе извлекается из реактора и твердые продукты ТФК отделяются от маточной жидкости окислителя с использованием обычных технологий разделения твердых продуктов и жидкости. Маточная жидкость окислителя, которая содержит большую часть катализатора и промотора, используемого в процессе, рециклируется в реактор окисления. Кроме катализатора и промотора поток маточной жидкости окислителя также содержит растворенную ТФК и множество побочных продуктов и примесей. Эти побочные продукты и примеси возникают частично из незначительных примесей, присутствующих во входном потоке п-ксилола. Другие примеси возникают из-за неполного окисления п-ксилола, дающего в результате частично окисленные продукты. Еще другие побочные продукты получаются из конкурирующих побочных реакций, образующихся в результате окисления п-ксилола до терефталевой кислоты. Патенты, раскрывающие производство терефталевой кислоты, такие как патенты США №№ 4158738 и 3996271, тем самым включены в настоящее описание посредством этой ссылки в их полноте до той степени, когда они не противоречат формулировкам в настоящем описании.
Твердые продукты ТФК подвергаются разделению твердых продуктов и жидкости, когда свежий растворитель используется для замены главной части жидкого компонента в маточной жидкости окислителя.
Многие из примесей в потоке маточной жидкости окислителя, которые рециклируются, являются относительно инертными при последующем окислении. Такие примеси включают в себя, например, изо-фталевую кислоту, фталевую кислоту и тримеллитовую кислоту. Также присутствуют примеси, которые могут подвергаться дальнейшему окислению, такие, например, как, 4-карбоксибензальдегид, п-толуиловая кислота и п-толуиловый альдегид. Инертные примеси при окислении имеют тенденцию накапливаться в маточной жидкости окислителя при рециклировании. Концентрация этих инертных примесей будет повышаться в маточной жидкости окислителя до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие, при этом скорость удаления каждой примеси посредством продукта ТФК уравновешивается со скоростью образования и скорости добавления в способ окисления. Обычный уровень примесей в промышленной сырой ТФК делает ее непригодной для непосредственного использования в большинстве полимерных применений.
Обычно сырую ТФК очищали либо посредством преобразования сложного диметилового эфира, либо посредством растворения в воде с последующим гидрированием над стандартными катализаторами гидрирования. Позже вторичные окислительные обработки использовали для получения ТФК полимерного качества. Является желательным свести к минимуму концентрацию примесей в маточной жидкости и, тем самым, облегчения последующей очистки ТФК. В некоторых случаях является невозможным получение очищенной ТФК полимерного качества, если только не используются какие-либо средства для удаления примесей из потока маточной жидкости окислителя.
Одна технология для удаления примесей из потока рецикла, обычно используемая в химической промышленности переработки, заключается в "откачке" или "очистке" некоторой части рециклируемого потока маточной жидкости окислителя. Как правило, поток сброса просто выпускается или, если экономически оправдано, подвергается различным обработкам для удаления нежелательных примесей, в то же время с извлечением ценных компонентов. Одним примером является патент США № 4939297, включенный в настоящее описание в качестве ссылки в его полноте до той степени, в которой он не противоречит формулировкам в настоящем описании. Величина очистки, требуемая для контроля примесей, за
висит от способа; однако величина очистки, равная 10-40% от общего потока маточной жидкости окислителя, обычно является достаточной для получения ТФК, пригодной в качестве подаваемых материалов для промышленного производства полимеров. При производстве ТФК доля очистки потока маточной жидкости окислителя, необходимая для поддержания приемлемых концентраций примесей, в сочетании с экономичным количеством металлического катализатора и компонентов растворителя в окисленном потоке сброса делает простой выпуск окисленного потока сброса экономически непривлекательным. Таким образом, имеется необходимость в способе, который извлекает, по существу, все ценные металлические катализаторы и уксусную кислоту, содержащиеся в окисленном потоке сброса, в то же время удаляя наибольшую часть примесей, присутствующих в окисленном потоке сброса. Металлический катализатор может извлекаться в активной форме, пригодной для повторного использования путем прямого рециклирования в этап окисления п-ксилола.
Довольно много патентов раскрывают способ для терефталевой кислоты, включающий способ очистки, включающий концентрирование, фильтрование с последующим экстрагированием.
В таких процессах очистки побочные продукты окисления покидают процесс в двух местах. Побочные продукты окисления, которые выходят из раствора в зоне очистки концентрированием, из-за потери растворителя отделяют и промывают в последующей зоне фильтрования для генерирования влажного отфильтрованного материала, богатого побочными продуктами окисления, который может покинуть процесс. Также те побочные продукты окисления, которые остаются в растворе после зоны концентрирования, проходят через зону фильтрования в жидкообразную маточную жидкость, которую затем направляют в зону экстракции и дистилляции, где побочные продукты окисления концентрируют в поток удаляемого осадка, пригодного для удаления из процесса. Является желательным сведение к минимуму содержание катализатора в побочных продуктах окисления влажного отфильтрованного материала, генерированного в зоне фильтрования, а также потоке удаляемого осадка, генерированного в зоне экстрагирования и дистилляции. Любой катализатор, присутствующий в этих двух потоках не будет направлен обратно в реактор окисления п-ксилола и будет поэтому существовать потеря катализатора в способе для терефталевой кислоты.
Воду добавляют к сбросовой фильтровальной маточной жидкости в зоне смешивания именно перед экстракцией, генерируя поток, который является смесью маточной жидкости и воды. Целью добавления воды к сбросовой фильтровальной маточной жидкости именно перед зоной экстрагирования является регулирование соотношения вода:кислота для приемлемой результативности в зоне экстрагирования. Мы обнаружили, что разделение этого водного потока и направление его части в зону смешивания немедленно перед фильтром очистки, где вода смешивается с подаваемым концентрированным фильтруемым материалом именно перед фильтрованием, имеет важное воздействие на снижение содержания кобальта во влажном отфильтрованном материале сброса, генерированном в зоне очищающего фильтрования. Следует заметить, что разделение водного потока, обычно добавленного именно перед экстрагированием, и направление части водного потока к подаваемому в фильтр материалу, именно перед фильтрованием, не воздействует на соотношение вода:кислота в фильтровальной маточной жидкости сброса и водную смесь, направленную на экстрагирование, потому что любая вода, добавленная перед фильтрованием, просто проходит через зону фильтрования с фильтровальной маточной жидкостью.
Сущность изобретения
Изобретение относится к удалению примесей и извлечению металлического катализатора из окисленного потока сброса, полученного при синтезе карбоновых кислот, как правило, терефталевой кислоты, причем способ включает:
(a) упаривание окисленного потока сброса, образующегося в способе терефталевой кислоты в зоне первого испарителя с получением первого потока пара и концентрированного потока сброса; при этом окисленный поток сброса содержит карбоновую кислоту, металлический катализатор, примеси, воду и растворитель; при этом растворитель включает уксусную кислоту, и
(b) добавление воды к концентрированному потоку сброса в первой зоне смешивания с получением богатого водой концентрированного потока сброса;
(c) упаривание богатого водой концентрированного потока сброса в зоне второго испарителя с получением второго богатого паром потока и потока высококонцентрированной суспензии потока сброса;
(d) добавление воды к высококонцентрированной суспензии сброса во второй зоне смешивания с получением богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса;
(e) фильтрование богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса в зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием отфильтрованного материала и маточной жидкости;
(f) промывка отфильтрованного материала подаваемыми промывочными материалами в зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием промытого отфильтрованного материала и промывочной жидкости;
(g) добавление воды к маточной жидкости в третьей зоне смешивания для извлечения металлического катализатора и затем экстрагирование водной смеси, тем самым образованной экстракционным растворителем с образованием потока экстракта и очищенного потока, содержащего металлический катализатор.
(a)
Эти варианты осуществления и другие варианты осуществления станут более очевидными специалистам в области техники после прочтения этого раскрытия.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 иллюстрирует вариант осуществления изобретения, в котором способ удаления примесей из окисленного потока сброса, образованного в способе терефталевой кислоты, включающего уксусную кислоту, воду, металлический катализатор, а также окисляемые примеси, (а) выпариванием части окисленного потока сброса в зоне первого испарителя с получением концентрированного потока сброса и первого потока пара, включающего уксусную кислоту и воду; (b) добавлением воды с автоматическим управлением к концентрированному потоку сброса в первой зоне смешивания с получением богатого водой концентрированного потока сброса; (с) выпариванием части богатого водой концентрированного потока сброса в зоне второго испарителя с образованием высококонцентрированной суспензии потока сброса с содержанием воды, изменяющимся от 5,8 до 24,4 мас.%, и второго потока пара, содержащего уксусную кислоту и воду; (d) добавлением воды к высококонцентрированной суспензии потока сброса во второй зоне смешивания с получением богатой водой высококонцентрированной суспензии потока сброса; (e) отделением твердых веществ от богатой водой высококонцентрированной суспензии потока сброса и воздействием на твердые вещества подаваемыми промывочными материалами в зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием потока маточной жидкости, потока промывочного фильтрата, а также потока промытого отфильтрованного материала; (f) смешиванием в третьей зоне смешивания воды с потоком маточной жидкости и, необязательно, частью потока промывочного фильтрата с образованием водной смеси; (g) добавлением экстракционного растворителя к водной смеси в зоне экстрагирования с образованием потока экстракта и очищенного потока; (h) подачей потока экстракта в дистилляционную колонну для образования потока рецикла экстракционного растворителя и потока суспензии.
Фиг. 2 иллюстрирует, как на массовые доли на миллион - ppmw (parts per million by weight - частей на миллион по весу) кобальта во влажном отфильтрованном материале воздействует добавление воды к высококонцентрированной суспензии сброса именно перед фильтрованием.
Фиг. 3 показывает вариант осуществления изобретения, в котором на скорость фильтрования подаваемых в фильтр материалов воздействует весовой процент воды в потоке высококонцентрированной суспензии сброса.
Описание изобретения
В настоящем описании и формуле изобретения, которая следует далее, будут сделаны ссылки на ряд терминов, которые, как будет определено, имеют следующие значения.
Использованные в описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают в себя обозначаемые объекты во множественном числе до тех пор, пока контекст ясно не диктует по-другому. Таким образом, например, ссылка на трубчатый реактор заключает в себе один или более трубчатых реакторов.
Диапазоны могут быть выражены в настоящем описании как от "примерно" одного частного значения и/или до "примерно" другого частного значения. Когда отображают такой диапазон, любой вариант осуществления включает в себя от одного частного значения и/или до другого частного значения. Подобным образом, когда величины отображают как приближения, то с использованием предшествующего "примерно" будет понятно, что частное значение образует другой вариант осуществления. Еще будет понятно, что конечные точки каждого из диапазонов являются значащими и относительно другого частного значения, и независимо от другого частного значения.
"Необязательный" или "необязательно" означает, что последовательно описанное событие или обстоятельство могут или не могут иметь место, и что описание включает в себя примеры, где событие или обстоятельство имеет место, и примеры, где их нет. Например, фраза "необязательно нагретый" означает, что материал может быть или может не быть нагретым, и что такая фраза включает в себя процессы и с нагревом, и без нагрева.
Несмотря на то, что область числовых значений и параметры, формулирующие широкий объем изобретения, являются приближениями, численные величины, изложенные в конкретных примерах, сообщаются по возможности более точно. Любая численная величина, однако, по сути, содержит определенные погрешности, обязательно дающие в результате стандартное отклонение, найденное при соответствующих измерениях во время испытания.
Использованное в описании и прилагаемой формуле изобретения употребление "процент" или % относится к массовой доле.
В одном варианте осуществления этого изобретения способ удаления примесей побочных продуктов окисления из окисленного потока сброса 101 обеспечивают, как показано на фиг. 1. Процесс содержит следующие этапы.
Этап (а) включает упаривание окисленного потока сброса 101 выпаривания в зоне первого испарителя 120 с получением первого потока пара 121 и концентрированного потока 122 сброса.
Окисленный поток сброса 101 извлекается из способа окислительного синтеза карбоновой кислоты, включающего терефталевую кислоту. Одним способом для генерирования окисленного потока сброса
101 является фильтрование окисленной суспензии терефталевой кислоты и сбор части маточной жидкости, покидающей фильтр, и направление ее в процесс очистки. Еще другим способом генерирования окисленного потока сброса 101 является проведение замены растворителя на окисленную суспензию те-рефталевой кислоты, замещая часть окисленной маточной жидкости и направляя ее в процесс очистки. Окисления маточная жидкость, полученная из способа терефталевой кислоты, может быть охлажденной до температуры, изменяющейся от 90 до 45°C, и направленной на фильтр очистки, работающий под давлением, такой как свечевой фильтр, для удаления любых твердых веществ, присутствующих перед направлением ее в первый испаритель в процессе очистки.
Окисленный поток сброса 101 служит в качестве потока подаваемых материалов для настоящего способа очистки терефталевой кислоты. Окисленный поток сброса 101 содержит карбоновую кислоту, воду, растворитель, металлический катализатор и примеси. Примеси включают в себя органические бромиды, корродирующие металлы, побочные продукты окисления п-ксилола и примеси, полученные в результате присутствия примесей в п-ксилоле. Органические бромиды могут быть использованы как промоторы в реакции окисления. Примерами корродирующих металлов являются железо и соединения хрома, которые ингибируют, понижают или полностью разрушают активность металлического катализатора. Кроме катализатора и промотора поток маточной жидкости окислителя также содержит побочные продукты и примеси. Эти побочные продукты и примеси возникают из незначительных примесей, присутствующих в подаваемом потоке п-ксилола. Другие примеси возникают из-за неполного окисления п-ксилола, приводящего к частично окисленным продуктам. Еще другие побочные продукты получаются в результате конкурентных побочных реакций при окислении п-ксилола до терефталевой кислоты.
Карбоновые кислоты включают в себя ароматические карбоновые кислоты, получаемые посредством контролируемого окисления органического субстрата. Такие ароматические карбоновые кислоты включают в себя соединения по меньшей мере с одной карбоксильной группой, присоединенной к атому углерода, который является частью ароматического кольца, предпочтительно имеющего по меньшей мере 6 атомов углерода, даже более предпочтительно имеющего только атомы углерода.
Соответствующие примеры таких ароматических колец включают в себя, но не ограничиваясь этим, бензольное, бифенильное, терфенильное, нафталиновое и другие слитые ароматические кольца на основе углерода. Примеры соответствующих карбоновых кислот включают в себя, но не ограничиваясь этим, терефталевую кислоту, бензойную кислоту, п-толуиловую кислоту, изофталевую кислоту, тримел-литовую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту, 2,5-дифенилтерефталевую кислоту и их смеси.
Соответствующие растворители включают в себя, но не ограничиваясь этим, алифатические моно-карбоновые кислоты, предпочтительно содержащие 2-6 атомов углерода, или бензойную кислоту и их смеси и смеси этих соединений с водой. Предпочтительно растворителем является уксусная кислота, смешанная с водой в соотношении примерно 5:1 - примерно 25:1, предпочтительно в пределах примерно между 8:1 и примерно 20:1 и наиболее предпочтительно примерно между 11:1 и примерно 20:1. Во всем описании уксусная кислота будет упоминаться как растворитель. Однако следует принять во внимание, что другие пригодные растворители, такие как раскрытые ранее, также могут использоваться.
На первом этапе настоящего способа окисленный поток сброса 101 концентрируется с помощью обычных средств в зоне первого испарителя 120, содержащий испаритель, с получением первого потока пара 121 и концентрированной суспензии сброса 122. Испаритель работает при атмосферных условиях, или незначительно превосходящих атмосферные, как правило, примерно от 1 примерно до 10 атм. Поток пара 121 содержит большую часть воды и растворителя, и концентрированный поток сброса 122 включает остаток воды и растворителя, удаленные из окисленного потока сброса 101. Выпаривание удаляет примерно от 50 примерно до 85 мас.% массы растворителя, присутствующего в потоке 101 окислителя сброса.
Этап (b) подвергает концентрированный поток сброса 122 и поток 131, содержащий воду, смешиванию в зоне 130 для получения богатого водой концентрированного поток сброса 132. Богатый водой концентрированный поток сброса 132 обогащается водой, в котором мас.% воды в богатом водой концентрированном потоке сброса 132 больше, чем в концентрированном потоке сброса 122. Может использоваться любое оборудование, известное в области техники для смешивания двух жидкотекучих потоков, включающее в себя смешивание двух потоков в трубе, оснащенной внутренним статическим миксером. В варианте осуществления изобретения скоростью подачи (масса/время) потока 131, добавленного в зоне 130 смешивания, контролируют для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходящем потоке высококонцентрированной суспензии сброса 142, примерно от 5,0 весовых процентов (мас.%) до примерно 25 мас.% воды. Другой диапазон для регулирования содержания воды потока 142 составляет примерно от 8,0 до примерно 23,0 мас.% воды. Еще другой диапазон для регулирования содержания воды потока 142 составляет примерно от 11,0 до примерно 21,0 мас.% воды. Еще другой диапазон для регулирования содержания воды потока 142 составляет примерно от 13,0 до примерно 19,0 мас.% воды. Трубопровод между первым испарителем 120 и зоной смешивания 130 следует эксплуатировать при температуре либо 90°C, либо свыше для сведения к минимуму выпадания твердых веществ, выпадающих из раствора в трубопроводе.
Этап (с) подвергает богатый водой концентрированный поток сброса 132 выпариванию в зоне вто
рого испарителя 140 с получением второго потока пара 141 и высококонцентрированной суспензии потока сброса 142. Трубопровод между зоной смешивания 130 и вторым испарителем 140 следует эксплуатировать при температуре 80°C или свыше для сведения к минимуму количества твердых веществ, выпадающих из раствора в трубопроводе. Зона второго испарителя 140 включает по меньшей мере один испаритель, работающий в условиях вакуума. Выпаривание может осуществляться при температуре примерно от 20 до примерно 90°C; другой диапазон составляет примерно от 30 до примерно 80°C. Сочетание испарителей 120 и 140 работает так, чтобы концентрировать окисленный поток сброса 101 до состояния, где удаляется выпариванием примерно от 75 до примерно 97 мас.% от массы потока 101. Другой диапазон для работы сочетания испарителей 120 и 140 предназначен для концентрирования окисленного потока сброса, как представлено с помощью потока 101, до состояния, где удаляется выпариванием примерно от 85 до примерно 94 мас.% массы потока 101. Еще другой диапазон для работы сочетания испарителей 120 и 140 предназначен для концентрирования окисленного потока сброса, как представлено с помощью потока 101, до состояния, где удаляется выпариванием примерно от 87 до примерно 93 мас.% массы потока 101.
Этап (d) подвергает воздействию высококонцентрированной суспензии потока сброса 142 и часть потока 171, включающего воду, второй зоны смешивания 150 с получением богатой водой высококонцентрированной суспензии потока сброса 152. Богатая водой высококонцентрированная суспензия потока сброса 152 обогащена водой, в которой мас.% воды в богатой водой высококонцентрированной суспензии потока сброса 152 больше, чем в высококонцентрированной суспензии потока сброса 142. Может использоваться любое оборудование, известное в области техники для смешивания двух жидкотекучих потоков, включая смешивание двух потоков в трубе, оснащенной внутренним статическим смесителем. Общую массу воды в потоке 171, направляемой в зоны смешивания 150 и 170, регулируют так, что соотношение уксусная кислота:вода в потоке 172 изменяется примерно от 0,7:1 до примерно 1,4:1, предпочтительно примерно от 0,8:1 до примерно 1,3:1 и наиболее предпочтительно примерно от 0,9:1 до примерно 1,2:1. Общая масса потока 171 разделяется и направляется в зону смешивания 150 и зону смешивания 170. Массовая доля потока 171, направленная в зону 150 смешивания, может быть вплоть до примерно 25 мас.%. Массовая доля потока 171, направленная в зону 150 смешивания, может быть вплоть до примерно 50 мас.%. Массовая доля потока 171, направленная в зону смешивания 150, может быть вплоть до примерно 75 мас.%.
Этап (е) включает в себя фильтрование богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса 152 в зоне фильтрования 160 с образованием отфильтрованного материала 164 и маточной жидкости 163; и этап (f) промывает отфильтрованный материал 164 с помощью подаваемых промывочных материалов 166 в зоне промывки 161 с образованием промытого отфильтрованного материала 165 и промывочного фильтрата 167; и, необязательно, обезвоживает промытый отфильтрованный материал 165 в необязательной зоне обезвоживания 162 с помощью газообразного подаваемого материала 168 с образованием обезвоженного отфильтрованного материала 169. В варианте осуществления настоящего изобретения промывочный поток 166 содержит воду.
В варианте осуществления изобретения зона фильтрования 160 содержит по меньшей мере одно устройство разделения твердых продуктов и жидкости. В другом варианте осуществления изобретения зона фильтрования и зона промывки могут быть выполнены в одном устройстве разделения твердых продуктов и жидкости в зоне 200. Пример таких устройств включает в себя, но не ограничиваясь этим, непрерывные фильтры, работающие под давлением, непрерывные вакуумные фильтры, периодические фильтры, работающие под давлением, центрифуги и подобные устройства. В другом варианте осуществления зона разделения твердых продуктов и жидкости и зона промывки и зона необязательного обезвоживания могут быть выполнены в одном устройстве. Пример таких устройств включает в себя, но не ограничиваясь этим, непрерывные фильтры, работающие под давлением, непрерывные вакуумные фильтры, периодические фильтры, работающие под давлением, центрифуги и подобные устройства.
Соответствующим фильтром, работающим под давлением, который может адаптироваться к требованиям настоящего изобретенного способа, является фильтр высокого давления BHS-FEST(tm), роторный барабанный фильтр высокого давления, хотя могут использоваться и другие фильтр-прессы, которые могут осуществлять необходимые операции. Примеры других устройств, которые могут использоваться в зоне разделения 200 твердых продуктов и жидкости, включают в себя, но не ограничиваясь этим, вакуумные ленточные фильтры высокого давления, фильтр-прессы, центрифуги, листовые фильтры высокого давления, барабанные фильтры высокого давления и вакуумные барабанные фильтры. Фильтр высокого давления может работать при температуре и давлении, достаточном для получения по меньшей мере 80% извлечения металлического катализатора из растворенного вещества маточной жидкости 163. Предпочтительно фильтр высокого давления может работать при температуре примерно от 25 до примерно 160°C и при давлении от 2 до 6 бар.
Этап (g) включает смешивание в третьей зоне смешивания 170 части водного потока 171 с потоком 163 маточной жидкости и, необязательно, потоком промывочного фильтрата 167 с образованием водной смеси 172. В одном варианте осуществления изобретения зона смешивания 170 содержит обычный смеситель. В варианте осуществления изобретения поток 171, содержащий воду, разделяют и направляют и
во вторую зону смешивания 150 и третью зону смешивания 170. Общая масса потока 171, направленного в зоны смешивания 150 и 170, регулируют так, что соотношение уксусная кислота:вода в потоке 172 изменяется примерно от 0,7:1 до 1,4:1, предпочтительно примерно от 0,8:1 до 1,3:1, наиболее предпочтительно примерно от 0,9:1 до 1,2:1. Желательным является сохранение водной смеси 172, циркулирующей с помощью внешнего контура циркуляции. Малое количество экстракционного растворителя 181, как правило, примерно от 1 примерно до 10 мас.%, предпочтительно меньше чем 5 мас.%, может добавляться в зону смешивания 170 для облегчения манипуляций с суспензией посредством уменьшения прилипания твердых продуктов к стенкам емкостей. Это представлено с помощью прерывистой стрелки от потока 181 на фиг. 1. Является желательным, но не необходимым, воздействие на водную смесь 172 перед экстрагированием термической обработкой примерно при 60-95°C, другой диапазон составляет примерно от 80 примерно до 90°C, в течение примерно от 0,5 примерно до 4 ч, предпочтительно примерно от 1 примерно до 2 ч. Посредством этой обработки органические бромиды взаимодействуют с получением неорганических бромидов, которые предпочтительно удерживаются в очищенном потоке 183. Тем самым сводится к минимуму количество бромсодержащих соединений, удаляемых из системы вместе с нежелательными примесями. Термическая обработка сохраняет бромиды и упрощает высвобождение органических примесей.
Этап (h) включает в себя приведение в контакт экстракционного растворителя 181 с водной смесью 172 в зоне экстрагирования 180 с образованием потока экстракта и очищенного потока 183.
Водную смесь 172 вводят в зону экстрагирования 180, где водная смесь 172 и экстракционный растворитель 181 вступают в контакт в зоне экстрагирования 180. Водная смесь 172 и экстракционный растворитель 181 смешиваются с образованием потока экстракта, содержащего растворитель, воду, органические примеси и экстракционный растворитель, который образует более легкую фазу, и очищенного потока 183, содержащего металлический катализатор, корродирующие металлы и воду. Поток экстракта 182 извлекают как головной поток, и очищенный поток 183 извлекают из нижней части экстрактора в зоне экстрагирования 180. В настоящем изобретении один вариант осуществления зоны экстрагирования 180 представляет собой одноступенчатый экстрактор.
Экстракционный растворитель 181, используемый в экстракторе, должен быть, по существу, не-смешиваемым с водой, для сведения к минимуму количества органического растворителя, растворенного в водной фракции. В дополнение к этому экстракционный растворитель 181 предпочтительно представляет собой азеотропный агент, который служит для облегчения извлечения растворителя из органического экстракта.
Растворители, которые, как показано, являются особенно пригодными для использования, представляют собой С1-С6 алкилацетаты, в частности н-пропилацетат, изопропилацетат, изобутилацетат, втор-бутилацетат, этилацетат и н-бутилацетат, хотя и другие, по существу несмешиваемые с водой органические растворители, имеющие соответствующую плотность и достаточно низкую температуру кипения, такие как п-ксилол, также могут использоваться. н-Пропилацетат и изопропилацетат являются особенно предпочтительными благодаря их относительно низкой смешиваемости с водой и превосходному азеотропному поведению.
Экстрагирование может осуществляться с использованием соотношения растворителей примерно от 1-4 частей по массе экстракционного растворителя на часть водной смеси. Хотя экстрагирование может работать при температуре и давлении окружающей среды, может использоваться и нагрев растворителя и экстрактора примерно до 30-70°C, другой диапазон представляет собой примерно от 40 примерно до 60°C. Хотя поток экстракта 182 содержит малые количества металлического катализатора и корродирующих металлов, по существу, весь металлический катализатор и большая часть оставшихся корродирующих металлов содержатся в более тяжелой фазе, в очищенном потоке 183.
Стадия (i) включает в себя разделение потока экстракта 182 в зоне разделения 190, с получением потока органических примесей с высокой температурой кипения 192 и потока извлеченного экстракционного растворителя 191.
Поток экстракта 182 содержит органический растворитель и органические примеси. Поток экстракта 182 может дополнительно содержать уксусную кислоту и воду, часто в незначительных количествах. Поток экстракта 182 может дистиллироваться в зоне разделения 190, содержащей обычное оборудование для дистилляции. Обычное оборудование для дистилляции включает в себя, например, дистилляцион-ную колонну.
Большая часть органических примесей экстрагируется с помощью органического растворителя в зоне экстрагирования 180. Это происходит потому, что органические примеси демонстрируют высокий уровень растворимости для органического растворителя и, в меньшей степени, для уксусной кислоты. Посредством дистилляции более легкой фазы из экстрактора органический растворитель выпаривают, давая возможность органическим примесям для концентрирования в потоке из нижней части колонны.
Извлеченный поток экстракционного растворителя 191 может рециклироваться в экстрактор в зоне экстрагирования 180. Поток органических примесей с высокой температурой кипения 192 удаляется в виде осадка из основания дистилляционной колонны для выпуска.
В варианте осуществления изобретения зоны испарителя 120, 140 и 150 работают в непрерывном
режиме в противоположность периодической работе. В варианте осуществления изобретения все действия блоков (зоны 120-190) осуществляются в непрерывном режиме в противоположность периодической работе.
Примеры
Настоящее изобретение может дополнительно иллюстрироваться с помощью следующих далее примеров его других вариантов осуществления, хотя будет понятно, что эти примеры включаются сюда исключительно для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения рамок настоящего изобретения, если только этого не указано конкретно.
Данные для примеров с 1 по 5 приводятся в табл. 1 и фиг. 2 получили в лаборатории. Целью этих примеров является иллюстрация преимущества добавления воды к высококонцентрированной суспензии потока сброса 142 перед фильтрованием для извлечения кобальта в фильтре. Добавление воды к высококонцентрированной суспензии потока сброса 142 приводит к понижению концентрации кобальта в потоке промытого отфильтрованного материала 165, и меньшей потере кобальта в процессе сброса. Кобальт, присутствующий в потоке 165 не рециклируется в зону окисления терефталевой кислоты, где кобальт действует как катализатор.
Для каждого лабораторного эксперимента окисленный поток сброса 101 получали из промышленной установки, содержащим примерно 6% воды и 94% уксусной кислоты. 75% массы подаваемого материала окисленного потока сброса удаляли путем выпаривания при 120°C в первой зоне испарителя, приводящему к концентрированному потоку сброса 122, содержащему примерно 4,6% воды. Концентрированный поток сброса 122 с температурой 120°C смешивали непрерывно в зоне смешивания с различными количествами воды с температурой окружающей среды и затем подвергали воздействию дополнительного испарительного концентрирования при конечной температуре примерно 55°C, приводящему к высококонцентрированному потоку сброса 142, содержащему воду, изменяющуюся примерно от 8 до 25 мас.%. Примерно 92 мас.% первоначальной массы подаваемого материала окисленного сбросного потока теряется во время испарительного концентрирования. Для каждого из 5 экспериментов высококонцентрированный поток сброса 142 разделяют на две части. Одна часть потока 142 фильтруется. Другая часть потока 142 смешивается с водой, генерируя богатый водой высококонцентрированный поток сброса 152, и затем фильтруется. Это является показательным для сравнения концентрации кобальта в промытых отфильтрованных материалах, генерированных путем фильтрования концентрированной суспензии потока сброса 142 и богатой водой концентрированной суспензии сброса 152.
Фильтрования выполняли на лабораторном фильтровальном устройстве, работающем при давлении 3 бар с площадью фильтрования 20 см2, промывали водой и обезвоживали с помощью N2. Во всех экспериментах примерно 10 г промывки использовали на каждый грамм сухих твердых веществ во влажном отфильтрованном материале.
По меньшей мере три вывода могут быть сделаны из экспериментальных данных в табл. 1.
Первое, ясно, что концентрация кобальта в промытых отфильтрованных материалах 165, генерированных путем фильтрования богатого водой высококонцентрированного потока сброса 152, является намного меньшей, чем концентрация кобальта в промытых отфильтрованных материалах 165, генерированных путем фильтрования высококонцентрированного потока сброса 142 для каждого эксперимента.
Второе, ясно, что добавление водного потока 131 к концентрированному потоку сброса 122 в первой зоне смешивания 130 имеет сильное воздействие на скорость фильтрования выходящей высококонцентрированной суспензии потока сброса 142 и богатой водой высококонцентрированной суспензии 152. Количество воды из потока 171 добавляется во второй зоне смешивания для сведения к минимуму количества кобальта во влажном отфильтрованном материале 165. В другом варианте осуществления изобретения количество воды из потока 171 добавляется во второй зоне смешивания такое, что количество кобальта в промытом отфильтрованном материале 165 является меньшим, чем 1500 мас.ч. на миллион. В другом варианте осуществления изобретения количество воды из потока 171 добавляется во второй зоне смешивания такое, что количество кобальта в промытом отфильтрованном материале 165 является меньшим, чем 1000 мас.ч. на миллион. В другом варианте осуществления изобретения количество воды из потока 171 добавляется во второй зоне смешивания такое, что количество кобальта в промытом отфильтрованном материале 165 является меньшим, чем 600 мас.ч. на миллион.
Третье, ясно, что скорость фильтрования потоков 142 и 152 для каждого эксперимента существенно не отличаются. Поэтому даже если добавление воды в первой зоне смешивания 130 имеет существенное воздействие на скорость фильтрования выходных суспензий, добавление воды во второй зоне смешивания 150 не имеет существенного воздействия на скорость фильтрования выходной суспензии. Мотивацией для добавления воды во второй зоне смешивания является генерация богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса 152, которая при фильтровании будет давать отфильтрованный материал с более низким содержанием кобальта относительно содержания кобальта соответствующего входящего потока высококонцентрированной суспензии сброса 142.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ обработки потока сброса, образовавшегося при получении терефталевой кислоты, включающий:
(a) упаривание окисленного потока сброса, образующегося в процессе получения терефталевой кислоты, в зоне первого испарителя с получением первого потока пара и концентрированного потока сброса; при этом указанный окисленный поток сброса содержит карбоновую кислоту, металлический катализатор, примеси, воду и растворитель; при этом указанный растворитель содержит уксусную кислоту и воду;
(b) добавление воды к указанному концентрированному потоку сброса в первой зоне смешивания с получением богатого водой концентрированного потока сброса;
(c) упаривание указанного богатого водой концентрированного потока сброса в зоне второго испарителя с получением второго потока пара и потока высококонцентрированной суспензии сброса;
(d) добавление воды к указанному потоку высококонцентрированной суспензии сброса во второй зоне смешивания с получением богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса;
(e) фильтрование указанной богатой водой высококонцентрированной суспензии сброса в зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием отфильтрованного материала и маточной жидкости;
(f) промывку указанного отфильтрованного материала подаваемыми промывочными материалами в указанной зоне разделения твердых продуктов и жидкости с образованием промытого отфильтрованного материала и промывочного фильтрата;
(g) добавление воды к указанной маточной жидкости в третьей зоне смешивания и затем экстрагирование водной смеси с помощью экстракционного растворителя с получением потока экстракта и очищенного потока, содержащего металлический катализатор.
2. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной на этапах (d) и (g), дает в результате указанную водную смесь на этапе (g) с массовым соотношением уксусная кислота:вода, изменяющимся в пределах от 0,7:1 до 1,4:1.
3. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной на этапах (d) и (g), дает в результате указанную водную смесь на этапе (g) с массовым соотношением уксусная кислота:вода, изменяющимся в пределах от 0,9:1 до 1,2:1.
4. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), изменяется от 5 до 25 мас.% от общей массы воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d) и третьей зоны смешивания этапа (g).
5. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), изменяется в пределах от 5 до 50 мас.% от общей массы воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d) и третьей зоны смешивания этапа (g).
6. Способ по п.1, в котором масса воды, объединенной во второй зоне смешивания этапа (d), является достаточным количеством, чтобы количество кобальта (металлического катализатора) в указанном промытом отфильтрованном материале составляет менее чем 1500 ч./млн.
2.
7. Способ по п.6, в котором по меньшей мере 80% указанного металлического катализатора из указанной высококонцентрированной суспензии сброса извлекают посредством использования указанной зоны разделения в указанной маточной жидкости и совокупном промывочном фильтрате.
8. Способ по п.7, в котором от 75 до 95 мас.% указанного окисленного потока сброса удаляют посредством выпаривания из указанного окисленного потока сброса на объединенных этапах (а) и (с).
9. Способ по п.8, где по меньшей мере часть промытого отфильтрованного материала направляют к продукту терефталевой кислоты после зоны окисления.
10. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 8 до 23 мас.%.
11. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 11 до 21 мас.%.
12. Способ по п.1, в котором указанная высококонцентрированная суспензия сброса имеет содержание воды от 13 до 19 мас.%.
13. Способ по п.12, в котором используют устройство для разделения твердых продуктов и жидкости, которое представляет собой устройство фильтрования под давлением, которое работает при температуре между 25 и 90°C.
14. Способ по п.13, в котором указанное устройство фильтрования под давлением содержит по меньшей мере одну ячейку фильтра, где по меньшей мере одна ячейка фильтра аккумулирует по меньшей мере 0,25 дюйма по глубине указанного отфильтрованного материала.
15. Способ по п.14, в котором по меньшей мере часть маточной жидкости, образованной на этапе (е) направляют обратно в зону окисления способа получения терефталевой кислоты.
16. Способ по п.13, в котором указанное устройство фильтрования под давлением представляет собой роторный барабанный фильтр высокого давления.
17. Способ по п.16, в котором время пребывания во второй зоне выпаривания изменяется от 30 до 180 мин.
18. Способ по п.1, в котором поток экстракта направляют в дистилляционную колонну для извлечения экстракционного растворителя и потока удаляемого осадка, содержащего примеси побочных продуктов окисления.
19. Способ по п.18, в котором растворитель представляет собой уксусную кислоту, смешанную с водой в соотношении от 8:1 до 20:1.
20. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 5 до 25 мас.% воды.
21. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 10 до 20 мас.% воды.
22. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 13 до 18 мас.% воды.
23. Способ по п.1, в котором массу воды, добавленной в первой зоне смешивания, для регулирования массовой доли воды, содержащейся в выходном потоке высококонцентрированной суспензии сброса, варьируют в пределах от 8 до 23 мас.% воды.
24. Способ по п.18, в котором растворитель представляет собой уксусную кислоту, смешанную с водой в соотношении от 11:1 до 20:1.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
027339
- 1 -
027339
- 1 -
027339
- 4 -
027339
- 10 -