溶劑氣提器的制造方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及一種溶劑氣提器。
【背景技術】
[0002]芳族二羧酸通常通過烴前體在有機溶劑中的催化氧化制造。實例是對苯二甲酸(TA)，其廣泛用于制備聚酯，如聚(對苯二甲酸乙二酯)(PET)。作為用于PET制備的反應物所需的TA被稱為“純化的對苯二甲酸”(PTA)，并且通常含有超過99.97重量％、優選地超過99.99重量％的對苯二甲酸，以及少于25ppm 4-羧基苯甲醛(4-CBA)。在工業規模上，適于在PET制備中使用的PTA通常以兩段方法制備。首先，將對二甲苯在金屬催化劑(例如，鈷和/或錳鹽或化合物)的存在下氧化(例如，使用空氣)以提供“粗對苯二甲酸”(CTA)，如在例如US 2，833，816中所述。然后，將通過該氧化反應制備的CTA純化，因為其通常被雜質如4-CBA、對甲基苯甲酸，以及賦予TA淡黃色的各種有色雜質所污染。CTA的純化除了需要至少一個物理過程(例如，結晶、洗滌等)之外，通常還需要至少一種化學轉化(例如，氫化)以產生PTA。
[0003]PTA通常被視為批量商品項，其年產量有數百萬噸，并且因此制造商期望降低其成本以使PTA制備的經濟性和效率最大化。這可通過降低資本成本(例如，設備成本)和可變成本(例如，與廢棄物處置、起始物質使用、有機溶劑、加熱燃料和去離子水相關的成本)實現。
[0004]因此，希望通過設計制造方法以回收和再循環有機溶劑，從而將有機溶劑(例如乙酸)的消耗最小化。另外，隨著有機溶劑衍生物如乙酸甲酯在氧化反應中累積至穩態水平，通過轉化為這些衍生物而引起的有機溶劑的消耗可以通過設計所述方法從而也回收這些衍生物并將它們再循環回氧化反應而最小化。因此，所述方法可以設計為回收有機溶劑，將有機溶劑用于洗滌任務以將其衍生物從排出的氣體流中回收，并且隨后將衍生物再循環回氧化反應以實現上述兩個目的。然而，來自該制造方法中的一些流(例如，在CTA純化前從中先將CTA分離的母液)的有機溶劑包含需要在該有機溶劑可用于洗滌任務之前將其移除的殘余物。移除這些殘余物可能是適宜的，因為它們有腐蝕性(例如溴化氫)和/或因為它們包含可被回收并用于其他地方的有價值的組分(例如苯甲酸)。
[0005]本公開的目的是提供一種用于制備芳族二羧酸的更經濟且更有效的方法和設備。進一步的目的將從以下說明書易見。
【實用新型內容】
[0006]本公開提供一種溶劑氣提器，所述溶劑氣提器包括:
[0007]蒸餾釜，所述蒸餾釜包括:
[0008]第一殘余物流出口 ；以及
[0009]移除塔頂蒸氣的排氣口，
[0010]氣提塔，所述氣提塔包括:
[0011]接收所述塔頂蒸氣的第一入口 ；以及
[0012]移除蒸氣流的排氣口，
[0013]其中所述溶劑氣提器還包括第一工藝流入口，并且
[0014]所述蒸餾釜和所述氣提塔形成集成式單元，并且所述氣提塔還包括多個篩板塔盤。
[0015]本公開還提供一種一種溶劑氣提器，所述溶劑氣提器包括:
[0016]蒸餾釜，所述蒸餾釜包括:
[0017]第一殘余物流出口；以及
[0018]移除塔頂蒸氣的排氣口，
[0019]氣提塔，所述氣提塔包括:
[0020]接收所述塔頂蒸氣的第一入口 ；以及
[0021]移除蒸氣流的排氣口，
[0022]其中所述溶劑氣提器還包括第一工藝流入口，并且
[0023]所述溶劑氣提器還包括使用中壓水蒸氣源加熱從所述第一殘余物流出口移除的殘余物流的第一部分，并使所述殘余物流的所述第一部分經由所述蒸餾釜中的第一殘余物流入口返回至所述蒸餾釜的殘余物流再沸器回路。
[0024]本公開的第一方面提供了一種用于從包含有機溶劑、水、有機溶劑衍生物和殘余物的第一工藝流中移除殘余物的方法，所述方法包括以下步驟:
[0025]i)將所述第一工藝流進料至包括蒸餾釜和氣提塔的溶劑氣提器；
[0026]ii)將包含所述有機溶劑、水和所述有機溶劑的衍生物的蒸氣流從所述氣提塔移除；以及
[0027]iii)將殘余物流從所述蒸餾釜移除；
[0028]其特征在于:
[0029]所述蒸餾釜和所述氣提塔形成集成式單元，并且所述氣提塔包括多個篩板塔盤。
[0030]本公開的第一方面還提供了一種溶劑氣提器，所述溶劑氣提器包括:
[0031]蒸餾釜，所述蒸餾釜包括:
[0032]第一殘余物流出口 ；以及
[0033]排氣口，所述排氣口用于移除塔頂蒸氣，
[0034]氣提塔，所述氣提塔包括:
[0035]第一入口，所述第一入口用于接收所述塔頂蒸氣；以及
[0036]排氣口，所述排氣口用于移除蒸氣流，
[0037]其中所述溶劑氣提器還包括第一工藝流入口，并且其特征在于:
[0038]所述蒸餾釜和所述氣提塔形成集成式單元，并且所述氣提塔還包括多個篩板塔盤。
[0039]本公開的第一方面還提供了一種用于制備純化的芳族二羧酸的方法，所述方法包括烴前體在有機溶劑中的催化氧化，所述方法包括以下步驟:
[0040]I)將烴前體在金屬催化劑的存在下有機溶劑中氧化以提供粗芳族二羧酸；以及
[0041]II)純化所述粗芳族二羧酸以產生純化的芳族二羧酸，
[0042]其中所述方法還包括以下步驟:
[0043]III)將第一工藝流進料至包括蒸餾釜和氣提塔的溶劑氣提器，所述第一工藝流包含來自用于制備純化的芳族二羧酸的方法的有機溶劑、水、所述有機溶劑的衍生物和殘余物；
[0044]IV)將包含所述有機溶劑、水和所述有機溶劑的衍生物的蒸氣流從所述氣提塔移除；以及
[0045]V)將殘余物流從所述蒸餾釜移除；
[0046]其特征在于:
[0047]所述蒸餾釜和所述氣提塔形成集成式單元，并且所述氣提塔包括多個篩板塔盤。
[0048]在本公開的第一方面中，蒸餾釜和氣提塔形成集成式單元，即它們不是由連接管道分開的分立單元，而是彼此直接接合。這種構造不需要用任何管道連接蒸餾釜和氣提塔，因此降低了制造設備的資本成本。發明人已出乎意料地發現，相對于先前的構造，如包括多個擋板塔盤的氣提塔，使用包括多個篩板塔盤的氣提塔提高了移除溴化氫的效率，使得從氣提塔移除的蒸氣流中的溴化氫水平降低。可以將殘余物流的第一部分在殘余物流再沸器回路中用中壓水蒸氣加熱，然后使其經由蒸餾釜中的第一殘余物流入口返回至蒸飽藎。如本文所用，“中壓水蒸氣”指壓力為約5-10barA、或約6_9barA、或約8barA的飽和水蒸氣。中壓水蒸氣可以通過以下方式獲得:較高壓的水蒸氣(例如“中高壓水蒸氣(intermediate-pressure steam) ”，指壓力為約 10_50barA、或約 12.5_40barA、或約15_35barA、或約17.5_30barA、或約20bar的飽和水蒸氣，或“高壓水蒸氣”，指壓力為約50-150barA、或約75_125barA、或約10barA的飽和水蒸氣)的降壓，和/或通過對較高壓和較高溫的冷凝物的閃蒸，和/或在包括烴前體在有機溶劑中的催化氧化的用于制備芳族二羧酸的方法中產生，例如通過將該方法產生的熱傳送至水流。
[0049]本公開的第二方面提供了一種用于從包含有機溶劑、水、所述有機溶劑的衍生物和殘余物的第一工藝流中移除所述殘余物的方法，所述方法包括以下步驟:
[0050]i)將所述第一工藝流進料至包括蒸餾釜和氣提塔的溶劑氣提器；
[0051]ii)將包含所述有機溶劑、水和所述有機溶劑的衍生物的蒸氣流從所述氣提塔移除；以及
[0052]iii)將殘余物流從所述蒸餾釜移除；
[0053]其特征在于，所述方法還包括以下步驟:
[0054]iv)用中壓水蒸氣加熱所述殘余物流的第一部分；以及
[0055]V)使所述殘余物流的所述第一部分返回至所述蒸餾釜。
[0056]本公開的第二方面還提供了一種溶劑氣提器，所述溶劑氣提器包括:
[0057]蒸餾釜，所述蒸餾釜包括:
[0058]第一殘余物流出口 ；以及
[0059]排氣口，所述排氣口用于移除塔頂蒸氣，
[0060]氣提塔，所述氣提塔包括:
[0061]第一入口，所述第一入口用于接收所述塔頂蒸氣；以及
[0062]排氣口，所述排氣口用于移除蒸氣流，
[0063]其中所述溶劑氣提器還包括第一工藝流入口，并且其特征在于:
[0064]所述溶劑氣提器還包括殘余物流再沸器回路，