专利名称：粗对苯二甲酸母液置换方法
技术领域：
本发明涉及一种粗对苯二甲酸母液置换方法，更具体说，本发明涉及用水置换粗 对苯二甲酸浆料中醋酸母液的方法。
背景技术：
对苯二甲酸通常由对二甲苯在乙酸溶剂中，以钴、锰、溴为催化剂进行液相氧化得 到的。通过上述方法所得的粗对苯二甲酸需要进一步加氢精制除去其中的4-CBA、PT酸、 BA酸和一些有色杂质得到精对苯二甲酸。在加氢精制前必须除去粗对苯二甲酸浆料中的醋 酸，配制成对苯二甲酸水性浆料。传统的工艺是先将粗对苯二甲酸中母液用离心过滤和干 燥设备组合除去，然后再用水打浆得到对苯二甲酸水性浆料，这种过程不仅流程长、操作复 杂、而且设备造价高、能耗大，所以就需要有新的工艺来取代原有技术，以满足对苯二甲酸 的发展。其中一步溶剂置换法用水直接置换粗对苯二甲酸中母液得到粗对苯二甲酸水性浆 料就不失为一种好方法，一方面该工艺可以缩短流程，节约设备投资成本，另一方面又可以 节约能耗。文献CN1138024A公开了一种将对苯二甲酸晶体在乙酸中的该淤浆在母液替换塔 的顶部引入塔中，由晶体沉降在塔的底部形成对苯二甲酸晶体的聚集层，将替换用的水以 足够形成上升水流的量在塔的底部加入到塔的内部，和从塔底部排出该晶体的聚集层的置 换方法。该方法介绍了塔内晶体聚集层处安装有多个在水平方向延伸的桨臂的搅拌轴和轻 微地旋转该搅拌轴、或通过由各种可能方式中的任何一种对上述聚集层施加脉冲，在该聚 集层维持了轻微的流动性，抑制了替换水在聚集层中的槽径流。但是该置换塔上部并没有 设置搅拌装置，无法保障这对原粗对苯二甲酸晶体在乙酸中的该淤浆被置换水充分洗涤得 到较高置换率。同时在塔底采用搅拌结构，相对较复杂。文献CN101255110A公开了一种采用将含有第一分散介质和对苯二甲酸晶体的浆 液中的分散介质利用置换塔置换的对苯二甲酸的制备方法。但同样该方法中该置换塔上部 并没有设置搅拌装置，搅拌翼只存在于塔下部区域，通过塔底不设置搅拌设备，所以无法保 证置换效率，同时在结构上相对较复杂。文献CN1819985A公开了 一种采用分散在醋酸溶剂中的通过对烷基苯在醋酸溶剂 中液相氧化生产的粗对苯二甲酸晶体浆液通过母液置换连续转变成水浆液，然后进行催化 加氢的置换方法。该方法中所使用的置换塔上部没有设置澄清段，在置换过程中易造成小 粒径对苯二甲酸颗粒从醋酸溶剂中带出现象，影响长期生产的稳定性。同时该文献所使用 的置换塔采用沿竖直方向装有许多搅拌叶片的中心轴结构，在生产过程中采用搅拌叶片旋 转的方式，这在工业生产中特别是当塔高度非常高时，如此高的一个搅拌轴对设备要求较 尚ο
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有粗对苯二甲酸母液置换技术中存在置换效率3低、操作不稳定和设备结构复杂的问题，提供一种新的粗对苯二甲酸母液置换方法。该方法 具有置换效率高，操作稳定和设备结构简单的优点。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下一种粗对苯二甲酸母液置换 方法，以对二甲苯在醋酸溶剂中液相氧化所得到的粗对苯二甲酸为原始浆料，以水为置换 液在置换塔内接触置换，置换出浆料中醋酸，其中所用置换塔包括澄清段、置换段、堆料段、 浆料进口、浆料出口、置换液进口和置换液出口，主轴和位于置换段内的筛板相连，浆料进 口位于置换段上部，浆料出口位于固体堆料段下部；置换液进口位于固体堆料段下部，浆料 出口下方，置换液出口位于澄清段上部，澄清段与置换段截面积比为1.01 4 1，固体堆 料段为倒锥形。上述技术方案中所使用的置换塔截面优选方案为圆形。置换塔内筛板数量优选范 围为至少两块，更优选范围为5 80块。置换塔内筛板板间距优选范围为20 250mm。塔 内筛板振动频率优选范围在20 150次/分钟。置换塔置换液进口优选方案位于固体堆 料段底部。原始粗对苯二甲酸浆料进料温度优选范围为130 230°C，进料压力优选范围为 0. 2 3MPa。本发明中所用置换塔由于采用了澄清段截面积大于置换段截面积的设计，从而使 置换液在澄清段内向上流速小于置换段内，有利于置换液从塔顶溢流时得到充分澄清，减 少固体颗粒夹带现象，保证生产的长期稳定；另外，塔内由于主轴带动筛板的上下振动有利 于浆料和置换液的充分接触，提高置换效率；再则，固体堆塔下部固体堆料段的锥形设计， 加之置换液进口设于其最底部，能使固体颗粒在此段形成流化状态，这不仅能使固体颗粒 在此段继续得到充分洗涤使最后产品浆料中的醋酸等含量降为最低，而且固体颗粒始终处 于流动状态不会形成死角和固体颗粒堆死不易排放等现象，使运行稳定，而且无需另外添 加搅拌设备以保证颗粒的流动性，结构简单。由于加氢精制反应在高温250°C以上进行，所以本发明将液相氧化所得到的粗对 苯二甲酸浆料直接送入置换塔，选130 230°C、0. 2 这一接近氧化条件的范围进 料，而不通过降温、降压步骤，以避免能量的浪费；而且因为温度高对苯二甲酸颗粒在置换 塔内沉降速度快，置换效果好。采用本发明的技术方案粗对苯二甲酸母液置换效率高、操作稳定且所用设备结构 简单，取得了较好的技术效果。
图1表示本发明用于粗对苯二甲酸母液置换的置换塔图示说明。图2表示置换塔内的澄清段区域、置换段区域、固体堆料段区域、以及筛板位置的 图示说明。图1或图2中1为原浆槽，2为原浆输送泵，3为原浆进口，4为电机，5为偏心轮， 6为连杆，7为滑块，8为主轴，9为筛板，10为置换液出口，11为置换后母液槽，12为置换后 浆料出口，13为置换后浆料槽，14为置换液进口，15为置换液输送泵，16为置换液槽，17为 置换塔，18为澄清段区域，19为置换段区域，20为固体堆料段区域。下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施例方式实施例1按图1所示设备用于某对苯二甲酸厂的粗对苯二甲酸浆料为原料(其中醋酸 92%、水7. 7%以及少量氧化催化剂)进行实验。参考图1和2，此置换塔17分三段组成， 其中澄清段区域18高150毫米圆形截面直径80毫米，置换段区域19高900毫米直径60 毫米，澄清段与置换段截面积比为1.78 1，塔体下部的固体堆料段区域20是倒锥形设计， 锥体高度60毫米；塔内安装有主轴8，轴上连接有10块分布于置换段区域内的筛板9，板间 距为90毫米；以及带动主轴的电机4、偏心轮4和连杆5。原浆进口 3位于置换段区域18 上部，原浆槽1内浆料通过原浆输送泵2从进口 3处进入到置换塔内；置换后浆料通过位于 固体堆料段区域20下部的出口 12流入置换后浆料槽13 ；置换液槽16内的置换液由泵15 通过位于固体堆料段区域20底部的进口 14进入塔内；置换液后得到母液从位于澄清段18 上部出口 10溢流至置换后母液槽11。这一试验设备的主体由钛材制成，外面包有保温材料。在浆料进出口 3、12，以及置 换液进出口处分别安装有流量计。另外，在塔上还设置了数个观察口。本试验所使用的原料为某厂将对二甲苯液相氧化所得到的粗对苯二甲酸浆料。实 验开始，首先用置换液输送泵15往将80°C置换水输入置换塔内。当水开始从置换液出口 10中溢流时控制其进料流量为60毫升/分钟。然后开启置换塔顶部电机，通过偏心轮6、 连杆5和滑块7的作用使主轴8和筛板9做上下往复振动，控制振动频率为40次/分钟。 随后，开启原浆输送泵2，将170°C、0. 7MPa的粗对苯二甲酸浆料从进口 3输入置换塔内，控 制流量为60毫升/分钟。通过观察口观察塔固体堆料段区域，当固体颗粒充满此堆料段时开始从浆料出口 12排放浆料至槽13。同时根据出口 12处流量大小，调整置换用水流量，使其上升流量保持 平衡，保证置换效果。待实验稳定操作3小时后从12处取样分析。其中清液中醋酸含量为 0. 12%，置换效率为99. 3%完全满足后续加氢精制工段要求；置换液出口固体颗粒夹带量 0. 1%，置换后浆料排放稳定。实施例2 5重复实施例1，不同的是改变澄清段直径即澄清段与置换段截面积比，筛板数和板 间距，结果列于表1。实验结果完全满足后续加氢精制工段要求，并且运行稳定。表 权利要求
1.一种粗对苯二甲酸母液置换方法，以对二甲苯在醋酸溶剂中液相氧化所得到的粗对 苯二甲酸浆料为原始浆料，以水为置换液在置换塔内接触置换，置换出浆料中醋酸，其特征 在于所用置换塔包括澄清段、置换段、堆料段、浆料进口、浆料出口、置换液进口和置换液出 口，主轴和位于置换段内的筛板相连，浆料进口位于置换段上部，浆料出口位于固体堆料段 下部，置换液进口位于固体堆料段下部，浆料出口下方，置换液出口位于澄清段上部，澄清 段与置换段截面积比为1.01 4 1，固体堆料段为倒锥形。
2.根据权利要求1所述的粗对苯二甲酸母液置换方法，其特征在于所用的置换塔截面 为圆形。
3.根据权利要求1所述的粗对苯二甲酸母液置换方法，其特征在于所用置换塔塔内筛 板数至少为2块。
4.根据权利要求3所述的粗对苯二甲酸母液置换方法，其特征在于所用置换塔塔内筛 板数为5 80块。
5.根据权利要求1所述的粗对苯二甲酸母液置换方法，其特征在于所用置换塔塔内筛 板板间距为20 250mm。
6.根据权利要求1所述的粗对苯二甲酸母液置换方法，其特征在于置换塔内筛板振动 频率为20 150次/分钟。
7.根据权利要求1所述的粗对苯二甲酸母液置换方法，其特征在于置换塔置换液进口 位于固体堆料段底部。
8.根据权利要求1所述的粗对苯二甲酸母液置换方法，其特征在于原始粗对苯二甲酸 浆料进料温度为130 230°C，进料压力为0. 2 3MPa。
全文摘要
本发明涉及一种粗对苯二甲酸母液置换方法。主要解决现有粗对苯二甲酸母液置换技术中存在的置换效率低、操作不稳定和设备结构复杂的问题。本发明通过采用以对二甲苯在醋酸溶剂中液相氧化所得到的粗对苯二甲酸为原始浆料，以水为置换液在置换塔内接触置换，置换出浆料中醋酸，所用置换塔包括澄清段、置换段、堆料段、浆料进口、浆料出口、置换液进口和置换液出口，主轴和位于置换段内的筛板相连，浆料进口位于置换段上部，浆料出口位于固体堆料段下部，置换液进口位于固体堆料段下部，浆料出口下方，置换液出口位于澄清段上部，澄清段与置换段截面积比为1.01～4∶1，固体堆料段为倒锥形的技术方案较好的解决了该问题，可用于粗对苯二甲酸母液置换工艺生产中。
文档编号B01D12/00GK102040512SQ200910201638
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者张海涛, 畅延青, 陈大伟, 龚海燕 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院