用于回收芳香族單羧酸的方法技術

本發明專利技術提供從殘余物流回收芳香族單羧酸的方法和設備，其中先進行第一固體提取，后進行第二提取。

Process for the recovery of aromatic carboxylic acids

The invention provides a method and a device for recovering aromatic mono carboxylic acid from a residual stream, wherein the first solid is first extracted, and then the second is extracted.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及從殘余物流回收芳香族單羧酸的方法和設備。
技術介紹
芳香族聚羧酸通常通過被烷基取代的芳香族起始物質，通常為被甲基取代的苯和萘起始物質的液相氧化反應來制造，其中甲基取代基的位置與所需最終產物中的甲酸取代基的位置相對應。舉例來說，聚酯制造中所廣泛使用的對苯二甲酸(TA)通過使用包含鈷和錳的溴促進催化劑(bromine-promotedcatalyst)并且使用乙酸作為溶劑，用空氣或另一種氧氣源使對二甲苯進行液相氧化反應來制造。通常，將含有對二甲苯、乙酸和鈷-錳-溴催化劑(這些化合物的典型比率為1:1:2)的進料混合物進給到含壓縮空氣的氧化反應器中并且在150-230℃下進行反應。將包含粗TA和多種副產物(諸如對甲苯甲酸和4-羧基苯甲醛(4-CBA))的反應混合物冷卻以產生TA晶體，所述TA晶體通過過濾與母液分離。母液通常包含水、乙酸、有機雜質和副產物(例如間苯二甲酸、苯甲酸、對甲苯甲酸和偏苯三甲酸)以及TA本身，以及無機組分(例如鈷、錳和溴化合物)。盡管一部分母液直接或間接返回到氧化反應器以再循環這些材料，但另一部分母液被沖洗到溶劑回收系統以在可接受的限度內維持氧化反應器中的雜質、副產物和水的水平。一部分乙酸和一部分水從沖洗流蒸發而離開殘余物流。此類殘余物流的典型組成為2-25重量百分比(wt％)乙酸、10-50wt％水、50-60wt％有機組分(包括20-40wt％苯甲酸、5-20wt％間苯二甲酸和4-5wt％鄰苯二甲酸)以及包含0.2-1.5wt％鈷、0.2-2wt％錳和2-5wt％氫溴酸(或其鈉鹽)的催化劑組分。估算TA制造中所產生的這些殘余物的量約為數十萬公噸/年。因此，盡管這些殘余物先前已作為廢料而被消除(例如通過燃燒)，但這些殘余物中所存在的有用化學物質的回收可帶來顯著的環境和財政益處。以全文引用的方式并入本文中的WO2011/119395A1描述了一種使用單一提取步驟從這一殘余物流回收芳香族單羧酸和催化劑組分的系統，其簡化示意圖展示于圖1中。將殘余物流進給到收集容器中并且與有機和水性溶劑合并。將混合物傳送到過濾單元以產生濾餅和濾液，其將分離成有機層和含水層。將含水層傳送到濃縮器并且將由這一單元獲得的水性溶劑再循環到收集容器。將有機層傳送到溶劑回收區并且將由這一區獲得的有機溶劑再循環到收集容器。將來自溶劑回收區的底部物進給到分餾單元，其中從頂部產物回收苯甲酸并且通過另一個蒸餾塔從底部產物回收對甲苯甲酸。然而，本專利技術人發現，即使在實現良好洗滌濾餅的情況下，典型的單級提取方法無法在有機相中回收大部分芳香族羧酸。具體來說，本專利技術人發現，對于來自用于制造對苯二甲酸的方法的典型殘余物流而言，盡管在有機相中提取到大部分苯甲酸，但在水相中提取到大約11％苯甲酸(苯甲酸的另一組分仍處于固相中)。這構成有價值的苯甲酸的產量顯著損失并且構成顯著的排出物處理需求。因此，本專利技術的一個目的在于提供一種提供有機組分，尤其諸如苯甲酸和對甲苯甲酸的芳香族單羧酸從這些殘余物的提升的回收率的方法和設備。
技術實現思路
本專利技術的第一方面提供一種自殘余物流回收芳香族單羧酸的方法和設備，所述第一方面包含先進行固體提取，后進行水提取。因此，本專利技術的這一方面提供一種從殘余物流回收芳香族單羧酸的方法，所述方法包含以下步驟：(i)將包含芳香族單羧酸的殘余物流與水性液體和有機液體混合以產生包含溶解物質和懸浮物質的第一混合物，其中所述溶解物質包含芳香族單羧酸，(ii)過濾來自步驟(i)的第一混合物，以產生濾液和固體，(iii)將來自步驟(ii)的濾液分離成第一水相和第一有機相，和(iv)從來自步驟(iii)的第一有機相回收芳香族單羧酸，其特征在于所述方法進一步包含以下步驟：(v)將來自步驟(iii)的第一水相與有機液體混合以產生第二混合物，和(vi)將來自步驟(v)的第二混合物分離成第二水相和第二有機相，其中所述第二有機相包含芳香族單羧酸。芳香族單羧酸宜從步驟(vi)的第二有機相回收。優選地，這通過將步驟(vi)的第二有機相再循環到步驟(i)，由此提供有機液體在所述方法中的逆流流動(相對于殘余物流)來實現。因此，優選地，步驟(i)中的有機液體包含來自步驟(vi)的第二有機相(并且優選地由來自步驟(vi)的第二有機相組成)。應了解，開始所述方法需要將新制補充有機液體添加到步驟(i)中，但在穩態操作下，新制有機液體優選地僅引入到步驟(v)中。由此在步驟(iv)中回收來自步驟(vi)的第二有機相的芳香族單羧酸。本專利技術的第一方面進一步提供一種自殘余物流回收芳香族單羧酸的設備，所述設備包含：(a)混合器，其被配置成用于接收并且混合包含芳香族單羧酸的殘余物流與水性液體和有機液體以產生包含溶解物質和懸浮物質的第一混合物，其中所述溶解物質包含芳香族單羧酸，(b)與混合器(a)流體連通的過濾單元，其被配置成用于接收來自混合器(a)的第一混合物并且產生固體和濾液，(c)與過濾單元(b)流體連通的分離器，其被配置成用于接收來自過濾單元(b)的濾液并且產生第一水相和第一有機相，和(d)與分離器(c)流體連通的回收裝置，其被配置成用于接收來自分離器(c)的第一有機相并且從來自分離器(c)的第一有機相回收芳香族單羧酸，其特征在于所述設備進一步包含：(e)與分離器(c)流體連通的混合器，其被配置成用于接收并且混合來自分離器(c)的第一水相與有機液體以產生第二混合物，和(f)與混合器(e)流體連通的分離器，其被配置成用于接收來自混合器(e)的第二混合物并且產生第二水相和第二有機相，其中所述第二有機相包含芳香族單羧酸。芳香族單羧酸宜從來自分離器(f)的第二有機相回收。優選地，這通過混合器(a)與分離器(f)流體連通并且被配置成接收來自分離器(f)的第二有機相，由此提供有機液體的逆流流動(相對于殘余物流)，使得有機液體自分離器(f)再循環到混合器(a)來實現。因此，優選地，混合器(a)被配置以接收的有機液體包含來自分離器(f)的第二有機相(并且優選地由來自分離器(f)的第二有機相組成)。應了解，開始用于使用所述設備的方法將需要將新制補充有機液體添加到混合器(a)中，但在穩態操作下，新制有機液體優選地僅引入到混合器(e)中。由此在回收裝置(d)中回收來自分離器(f)的第二有機相的芳香族單羧酸。混合器(e)宜為管線混合器。分離器(f)宜為傾析器。優選地，步驟(v)和/或混合器(e)中所引入的有機液體為干凈的有機溶劑。優選地，步驟(i)和/或混合器(a)中所引入的水性液體為干凈的水性溶劑。殘余物流宜衍生自用于制造芳香族聚羧酸，通常二甲酸，諸如對苯二甲酸的方法。通常，殘余物流衍生自來自分離步驟的母液。芳香族單羧酸可以溶解于殘余物流中，懸浮于殘余物流中或以熔融相形式存在于殘余物流中。芳香族單羧酸優選地選自苯甲酸、對甲苯甲酸和其混合物。因此，本專利技術的第一方面進一步提供一種由被烷基取代的芳香族起始物質的液相氧化反應制備芳香族聚羧酸的方法，其中改良之處包含：(i)將包含芳香族單羧酸的殘余物流與水性液體和有機液體混合以產生包含溶解物質和懸浮物質的第一混合物，其中所述溶解物質包含芳香族單羧酸，(ii)過濾來自步驟(i)的第一混合物，以產生濾液和固體，(iii)將來自步驟(本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從殘余物流回收芳香族單羧酸的方法，所述方法包含以下步驟：(i)將包含芳香族單羧酸的殘余物流與水性液體和有機液體混合以產生包含溶解物質和懸浮物質的第一混合物，其中所述溶解物質包含所述芳香族單羧酸，(ii)過濾來自步驟(i)的所述第一混合物，以產生濾液和固體，(iii)將來自步驟(ii)的所述濾液分離成第一水相和第一有機相，和(iv)從來自步驟(iii)的所述第一有機相回收所述芳香族單羧酸，其特征在于所述方法進一步包含以下步驟：(v)將來自步驟(iii)的所述第一水相與有機液體混合以產生第二混合物，和(vi)將來自步驟(v)的所述第二混合物分離成第二水相和第二有機相，其中所述第二有機相包含所述芳香族單羧酸。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.08.12 GB 1414292.11.一種從殘余物流回收芳香族單羧酸的方法，所述方法包含以下步驟：(i)將包含芳香族單羧酸的殘余物流與水性液體和有機液體混合以產生包含溶解物質和懸浮物質的第一混合物，其中所述溶解物質包含所述芳香族單羧酸，(ii)過濾來自步驟(i)的所述第一混合物，以產生濾液和固體，(iii)將來自步驟(ii)的所述濾液分離成第一水相和第一有機相，和(iv)從來自步驟(iii)的所述第一有機相回收所述芳香族單羧酸，其特征在于所述方法進一步包含以下步驟：(v)將來自步驟(iii)的所述第一水相與有機液體混合以產生第二混合物，和(vi)將來自步驟(v)的所述第二混合物分離成第二水相和第二有機相，其中所述第二有機相包含所述芳香族單羧酸。2.一種從殘余物流回收芳香族單羧酸的方法，所述方法包含以下步驟：(I)將包含芳香族單羧酸的殘余物流與水性液體和有機液體混合以產生包含溶解物質和懸浮物質的第一混合物，其中所述溶解物質包含所述芳香族單羧酸，(II)過濾來自步驟(I)的所述第一混合物，以產生第一濾液和第一固體，(III)將來自步驟(II)的所述第一濾液分離成第一水相和第一有機相，和(IV)從來自步驟(III)的所述第一有機相回收所述芳香族單羧酸，其特征在于所述方法進一步包含以下步驟：(V)將來自步驟(III)的所述第一水相與有機液體和來自步驟(II)的所述第一固體混合以產生第二混合物，并且過濾所述第二混合物以產生第二濾液和第二固體，和(VI)將來自步驟(V)的所述第二濾液分離成第二水相和第二有機相，其中所述第二有機相包含所述芳香族單羧酸。3.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中所述芳香族單羧酸從來自步驟(vi)或步驟(VI)的所述第二有機相回收。4.根據權利要求1到3中任一權利要求所述的方法，所述方法進一步包含將來自步驟(vi)或步驟(VI)的所述第二有機相再循環到步驟(i)或步驟(I)的步驟。5.根據權利要求4所述的方法，其中在所述方法中，有機液體逆流流動到所述殘余物流。6.根據任一前述權利要求所述的方法，其中步驟(i)或步驟(I)中的所述有機液體包含來自步驟(vi)或步驟(VI)的所述第二有機相。7.根據任一前述權利要求所述的方法，其中步驟(iv)或步驟(IV)包括一或多種蒸餾方法。8.根據任一前述權利要求所述的方法，其中步驟(v)或步驟(V)中所用的水性液體與有機液體的重量比在0.05:1與50:1之間、0.1:1與25:1之間或0.25:1與20:1之間。9.根據任一前述權利要求所述的方法，其中所述方法進一步包含對來自步驟(vi)或步驟(VI)的所述第二水相進行一或多次額外提取。10.一種從殘余物流回收芳香族單羧酸的設備，其包含：(a)混合器，其被配置成用于接收并且混合包含芳香族單羧酸的殘余物流與水性液體和有機液體以產生包含溶解物質和懸浮物質的第一混合物，其中所述溶解物質包含所述芳香族單羧酸，(b)與混合器(a)流體連通的過濾單元，其被配置成用于接收來自混合器(a)的所述第一混合物并且產生固體和濾液，(c)與過濾單元(b)流體連通的分離器，其被配置成用于接收來自過濾單元(b)的所述濾液并且產生第一水相和第一有機相，和(d)與分離器(c)流體連通的回收裝置，其被配置成用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：N奎利，CH杰克遜，
申請(專利權)人：英威達技術有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH