專利名稱：回收精對苯二甲酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種回收精對苯二甲酸的方法，特殊涉及一種從含有對甲基苯甲酸 (PT酸)的漿料中回收精對苯二甲酸的方法。
背景技術：
對苯二甲酸(Tei^phthalic Acid，TA)可用來生產多種聚合物，包括對苯二甲酸乙 二醇酯(PET)。典型的生產PET的工藝為對苯二甲酸和二元醇的縮聚反應。為了使反應產 物滿足市場要求，此酯化反應需要采用精對苯二甲酸作為原料。對苯二甲酸的工業生產一般采用對二甲苯液相氧化技術，即以對二甲苯(PX)為 原料，以醋酸為溶劑進行氧化反應生成對苯二甲酸(TA)。在PX氧化為TA的過程中，會產生 副產物4-羧基苯甲醛(4-CBA)。目前工業上如文獻US3584039所公開的，一般采用在含水 環境中將粗TA中的4-CBA氫化為易溶解于水的對甲基苯甲酸(PT酸)，然后用水洗滌，除去 其中殘余的PT酸。含有PT酸的沖洗水被回收或送到廢水處理單元。處理后的精對苯二甲 酸中殘留的PT酸濃度只有小于等于200ppm時，才能用于直接縮聚生產聚酯纖維。在傳統的PTA工藝流程中，精制工段的產品分離通常采用兩級分離方案壓力離 心機和旋轉真空過濾機。即將來自結晶器的漿料引入壓力離心機，被分離成含水率18重 量％的濾餅和母液；濾餅經再打漿后進入旋轉真空過濾機再次分離；從旋轉真空過濾機出 來的濾餅進入干燥機，經過干燥后得到合格的PTA產品。該方法不僅需要消耗大量脫離子 水，并且設備投資高。文獻US5175355公開了通過壓濾來精制對苯二甲酸的方法。將液體漿料(含有晶 體狀的對苯二甲酸，和存在于溶液中或以共結晶形式存在的PT酸)打入一個或多個過濾單 元。在1 16個大氣壓下過濾漿料。將帶有濾餅的過濾單元送入洗滌區，水加熱至38 205°C進入過濾單元，在濾餅上形成一個儲水區。在一定的壓力梯度下，使水通過濾餅，至少 大于系統壓力0. 5個大氣壓，并且保持儲水區。使濾洗持續充分長的時間，以洗去盡可能多 的雜質。濾餅從過濾單元被傳送至減壓單元，系統壓力被迅速釋放，使其中殘留的水分迅速 蒸發。蒸發后的濾餅送入下道單元，精制成產品。壓力釋放區重新加壓至系統壓力，準備接 受下一批產品。據稱此過程可以使對苯二甲酸中的PT酸含量小于200ppm。盡管此方法可 以生產高純度產品，但相當耗時，因為壓力釋放區在接收濾洗物質前，需要重復性地被加壓 至系統壓力；同時其沖洗水消耗量很大。文獻US6639104公開了一種精對苯二甲酸的回收方法，將含有對苯二甲酸晶體及 雜質的液體漿料打入高壓旋轉式過濾機，過濾漿料，收集部分固體。用水沖洗固體。沖洗過 的固體被送入減壓區，其壓力小于固體收集區域的壓力。固體被送入減壓區后，減壓區和固 體收集區的連接被密封，這樣，減壓區壓力的變化不會影響收集區的壓力。減壓區的壓力逐 漸減少，固體被移除。然后減壓區壓力恢復，準備再次接受來自過濾機的固體。其中所使用 的高壓旋轉式過濾機由外殼和轉鼓組成。轉鼓分為三塊區域母液移除區、固體洗滌區和固 體卸料區。該方法雖然可以縮短生產時間，但是沖洗水消耗量仍然很大，處理每噸PTA需要使用200 700千克沖洗水。工業上為保證產品質量，新鮮水一般采用價格較貴的去離子 水，故造成操作費用較高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是現有技術中沖洗水用量大，造成操作費用高、污水 處理量大的問題，提供一種新的回收精對苯二甲酸的方法。該方法具有沖洗水用量少，污水 處理量少，操作成本低的特點。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下一種回收精對苯二甲酸的方 法，引入壓力旋轉過濾機的含有對苯二甲酸晶體及雜質的液體漿料，依次經過壓力旋轉過 濾機轉鼓上的過濾區、洗滌區、成品干燥區和卸料區，得到精對苯二甲酸；其中，所述洗滌區 分為至少兩級子區；洗滌區中，沿壓力旋轉過濾機的轉動方向，最后一級洗滌子區的沖洗水 為新鮮水，并且后一級洗滌子區洗滌后的水用作前面洗滌子區的沖洗水。上述技術方案中，所述洗滌區優選方案為分為2級或3級子區。當所述洗滌子區 為2級時，兩級洗滌子區的面積比優選范圍為0.25 4 1，更優選范圍為0.5 2 1。 后一級洗滌子區洗滌后的水依次用作前一級洗滌子區的沖洗水，優選與新鮮水合并后再用 作前一級洗滌子區的沖洗水。在含有至少兩級子區的洗滌區的中間，優選方案為還設置有 至少一個中間干燥區。所述成品干燥區的含濕率為1 30重量％，優選范圍為5 15重 量％。由于沖洗水的品質直接影響產品PTA的品質，一般需采用脫離子水。采用本發明 方法，將洗滌區分為至少兩個子區，并且將后一個洗滌區洗滌后的水替代新鮮水循環使用， 與單級洗滌相比，可以使沖洗水用量節省30%，達到降低操作成本、減少污水處理量的目 的。此外，濾餅含濕率對洗滌水用量的影響顯著。當含濕率高時，雜質總量也高，因此需要 更多的洗滌水。采取一些降低濾餅含濕率的方法均能有效降低洗滌水的用量。本發明通過 增加中間干燥區以降低濾餅含濕率來減少新鮮洗滌水的用量。在兩級洗滌區中間增加一個 中間干燥區后，與兩級洗滌相比，又可以使沖洗水用量節省8%，取得了較好的技術效果。另外，采用本發明方法對機械設計也是有利的。由于此工藝要求過濾、洗滌、干燥 和卸料集成在一個機器里，所以對機械密封的要求較高。采用單級洗滌區時，如果洗滌液在 機械密封處出現滲漏，會有較高濃度PT酸的濾液直接進入干燥區，從而影響產品質量。
圖1為本發明流程圖。圖1中，1為結晶器，2為含對苯二甲酸晶體及雜質的漿料，3為壓力旋轉過濾機，4 為進料口，5為過濾區，6為母液，7為母液罐，8為廢水處理系統，10為濾餅，11為轉鼓，12為 洗滌區，13為一級洗滌子區，14為一級洗滌水，15為二級洗滌濾液，16為新鮮水，17為一級 洗滌濾液，18為洗滌液回收系統，19為二級洗滌子區，20為二級洗滌水，21為成品干燥區， 22為干燥氣，23為濕尾氣，24為卸料區，25為濕產品。圖1中，來自上游結晶器1的含對苯二甲酸晶體及雜質的漿料2輸送到旋轉壓力 過濾機3中。漿料通過進料口 4進入壓濾機，首先在過濾區5脫除母液6。脫除的母液輸送 至母液罐7，再去廢水處理系統8。脫除了大部分母液的濾餅10，隨著轉鼓11轉動，進入洗滌區12。濾餅進入一級洗滌子區13后，用壓力為4. 5巴的熱水一一級洗滌水14沖洗。一 級洗滌水的壓力需比洗滌液回收系統18壓力高，一般需高至少0.5巴。一級洗滌供水由兩 部分組成一部分是套用二級洗滌濾液15，另外再補充一部分新鮮水16。水溫可以控制在 70 160°C，優選125 150°C。一級洗滌濾液17收集后循環至上游粗對苯二甲酸漿料18 中或進入廢水處理系統。濾餅經過一級洗滌子區后進入二級洗滌子區19。二級洗滌子區 的二級洗滌水20全部來自于新鮮水。為保證產品質量，所謂的新鮮水工業上需使用脫離子 水。二級洗滌排濾液收集，合并新鮮水后，作為一級洗滌水，用于一級洗滌。洗滌后的濾餅 送入干燥區21。干燥一般可采用熱氮氣22吹掃的方法。干燥后的濕尾氣23排放掉。干燥 后的濾餅進入卸料區24，卸料區目前工業上有帶壓和不帶壓兩類。不論采用哪種形式，本發 明都能起到效果。卸料區出來的滿足工藝要求的濕產品25，送入下道干燥工序。洗滌排水系統的壓力控制，一般可以通過設置一個收集罐，在收集罐上設置壓力 調節裝置實現。這個控制屬于公知的化工控制方法。兩級洗滌水的溫度控制在70 160°C，優選125 150°C。這是因為，如果溫度過 低，洗滌排水回收系統減壓后，溶解在水中的PT酸會析出，損壞管路、設備。溫度的控制通 過公知的控制方案可以實現。經過兩次洗滌后的PTA漿料繼續經干燥區21干燥、卸料區22 卸料，然后獲得滿足工藝要求的PTA濕產品。本發明方法中，洗滌區優選方案為分為2級或3級子區，各級洗滌子區的面積為任 何比例都可以滿足本發明的要求。但本發明人發現，當洗滌子區分為2級時，兩級洗滌子區 的面積比范圍為0.25 4 1，優選0.5 2 1時，效果最好。雖然理論上，洗滌區分成 較多的子區有益于減少洗滌水用量；但是這對設備制造要求較高，且隨著較多分區擋板占 用了更多的洗滌區面積，過多的分區是不必要的。工業上洗滌區分成二級子區就可以顯著 降低洗滌水用量。濾餅含濕率對洗滌水用量的影響明顯。當含濕率高時，雜質總量也高，因此需要更 多的洗滌水。采取一些降低濾餅含濕率的方法均能有效降低洗滌水的用量。本發明通過增 加中間干燥區以降低濾餅含濕率來減少新鮮洗滌水的用量。如果是兩級洗滌，本發明方法 優選在一級洗滌子區和二級洗滌子區之間增加一個中間干燥區。即經過一級洗滌后，先在 中間干燥區干燥，脫除部分液體后，再進入二級洗滌子區洗滌。如果是三級洗滌，可以在一 級洗滌子區和二級洗滌子區之間增加一個中間干燥區，或者在二級洗滌子區和三級洗滌子 區之間增加一個中間干燥區；也可以在三級洗滌子區中間各增加一個中間干燥區，即在一 級洗滌子區和二級洗滌子區之間設置一個中間干燥區，然后在二級洗滌子區和三級洗滌子 區之間再設置一個中間干燥區。下面通過實施例對本發明作進一步闡述。
具體實施例方式來自上游結晶器1的含對苯二甲酸晶體及雜質的漿料進料情況如表1所示表 1
總質量流量千克/小時128000
權利要求
1.一種回收精對苯二甲酸的方法，引入壓力旋轉過濾機的含有對苯二甲酸晶體及雜質 的液體漿料，依次經過壓力旋轉過濾機轉鼓上的過濾區、洗滌區、成品干燥區和卸料區，得 到精對苯二甲酸；其中，所述洗滌區分為至少兩級子區；洗滌區中，沿壓力旋轉過濾機的轉 動方向，最后一級洗滌子區的沖洗水為新鮮水，并且后一級洗滌子區洗滌后的水用作前面 洗滌子區的沖洗水。
2.根據權利要求1所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于所述洗滌區分為2級 或3級子區。
3.根據權利要求2所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于所述洗滌子區為2級 時，兩級洗滌子區的面積比為0.25 4 1。
4.根據權利要求3所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于所述洗滌子區為2級 時，兩級洗滌子區的面積比為0.5 2 1。
5.根據權利要求1所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于后一級洗滌子區洗滌 后的水依次用作前一級洗滌子區的沖洗水。
6.根據權利要求5所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于后一級洗滌子區洗滌 后的水和新鮮水合并后再用作前一級洗滌子區的沖洗水。
7.根據權利要求1所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于在含有至少兩級子區 的洗滌區的中間，還設置有至少一個中間干燥區。
8.根據權利要求1所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于所述成品干燥區的含 濕率為1 30重量％。
9.根據權利要求8所述的回收精對苯二甲酸的方法，其特征在于所述成品干燥區的含 濕率為5 15重量％。
全文摘要
本發明涉及一種回收精對苯二甲酸的方法，主要解決現有技術中沖洗水用量大，造成操作費用高、污水處理量大的問題。本發明通過采用引入壓力旋轉過濾機的含有對苯二甲酸晶體及雜質的液體漿料，依次經過壓力旋轉過濾機轉鼓上的過濾區、洗滌區、成品干燥區和卸料區，得到精對苯二甲酸；其中，所述洗滌區分為至少兩級子區；洗滌區中，沿壓力旋轉過濾機的轉動方向，最后一級洗滌子區的沖洗水為新鮮水，并且后一級洗滌子區洗滌后的水用作前面洗滌子區的沖洗水的技術方案較好地解決了該問題，可應用于回收精對苯二甲酸的工業生產中。
文檔編號C07C63/26GK102126945SQ201010022748
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月13日 優先權日2010年1月13日
發明者何勤偉, 李真澤, 楊軍, 鐘亮, 陳迎 申請人:中國石化集團上海工程有限公司, 中國石油化工股份有限公司