专利名称：用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的方法和设备。
背景技术：
对苯二甲酸通过在150至210°C下在乙酸中在钴-锰溴化物催化剂体系(醋酸钴、 醋酸锰、和溴化氢)中利用空气来液相氧化对二甲苯而生产。钴、锰和溴的相对重量比是重 要的，并且典型值为锰钴比率3 1，而钴溴比率1 5。在对苯二甲酸生产厂的反应 器和结晶器中，大多数对苯二甲酸从母液中结晶出来并且通过过滤而分离。母液主要包括 乙酸和有机化合物，如间苯二酸(异酞酸)、苯甲酸和对苯二甲酸，以及无机化合物如钴和 锰以及铁、镍、铬和钠。一般惯例是将较大部分的经回收的母液再循环至氧化反应以便部分 回收催化剂并且促进氧化反应同时将较少的部分吹扫至溶剂回收系统，使得将反应中的杂 质和副产物的水平保持在容许的限度内。在溶剂回收系统中，使母液吹扫经受蒸发以除去 相当大部分的留在包含有机化合物以及重金属催化剂的浓缩物中的乙酸和水。下文称作反 应器流出物的浓缩物通常通过在炉中焚化来处理。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于从来自对苯二甲酸生产的反应器流出物中回 收有价值的物质的方法。本发明的另一个目的是提供一种用于从来自对苯二甲酸生产的反应器流出物中 回收有价值的物质的设备。
具体实施例方式根据本发明，提供了一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的方法，该 方法包括以下步骤用水以重量比1 1至1 12来稀释来自对苯二甲酸生产的反应器流 出物并且在搅拌下将流出物的稀释物冷却到5至20°C ；从富含有机化合物的固相中分离富 含用过的氧化催化剂的水相；以及浓缩水相以回收用过的氧化催化剂和水。优选地，用水稀释流出物以重量比1 10来进行，并且在5_15°C下冷却流出物的 稀释物。优选地，水相和固相的分离通过固液分离法来进行。根据本发明的一个实施方式， 水相的浓缩通过蒸发水相来进行。根据本发明的另一个实施方式，水相的浓缩通过在搅拌 下用碱处理以将PH调节至7到8之间经过沉淀，接着通过过滤来分离沉淀物而进行。优选 地，所述碱是苏打灰，并且优选地，所述沉淀物用乙酸处理以将用过的氧化催化剂转化成乙 酸盐。根据本发明的另一个实施方式，水相的浓缩通过膜分离法来进行。根据本发明，还提供了一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的设备， 该设备包括带有夹套的稀释和冷却罐(带有夹套的稀释连同冷却的罐，jacketed dilution cum chilling tank)，所述带有夹套的稀释和冷却罐设置有搅拌器并连接至对于来自对苯 二甲酸生产的反应器流出物的入口管路以及稀释水入口管路，稀释和冷却罐的夹套连接至冷却单元；固液分离器，其入口连接至稀释和冷却罐的出口 ；闪蒸罐(flasher drum)，所述 闪蒸罐设置有再沸器并连接至固液分离器的出口 ；以及冷凝器，其入口连接至闪蒸罐的蒸 气出口。根据本发明，还提供了一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的设备， 该设备包括带有夹套的稀释和冷却罐，所述带有夹套的稀释和冷却罐设置有搅拌器并连接 至对于来自对苯二甲酸生产的反应器流出物的入口管路以及稀释水入口管路，稀释和冷却 罐的夹套连接至冷却单元；固液分离器，其入口连接至稀释和冷却罐的出口 ；沉淀槽，所述 沉淀槽设置有搅拌器并连接至固液分离器的出口，所述沉淀槽进一步设置有碱定量给料管 路(alkali dosing line)和CO2出口管路；过滤器，其入口连接至沉淀槽的出口；以及催化 剂再生罐，所述催化剂再生罐设置有搅拌器并连接至过滤器的出口，所述催化剂再生罐进 一步设置有乙酸定量给料管路、CO2出口管路和回收的催化剂出口管路。根据本发明，还提供了一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的设备， 该设备包括带有夹套的稀释和冷却罐，所述带有夹套的稀释和冷却罐设置有搅拌器并连接 至对于来自对苯二甲酸生产的反应器流出物的入口管路以及稀释水入口管路，稀释和冷却 罐的夹套连接至冷却单元；固液分离器，其入口连接至稀释和冷却罐的出口 ；以及储罐，其 入口连接至固液分离器的出口，并且其出口连接至膜分离器阵列装置。下面是参照附图的本发明的详细描述，其中
图1是根据本发明一个实施方式的用于从来自对苯二甲酸生产的反应器流出物 中回收有价值的物质的设备的流程图；图2是根据本发明另一个实施方式的用于从来自对苯二甲酸生产的反应器流出 物中回收有价值的物质的设备的流程图；以及图3是根据本发明另一个实施方式的用于从来自对苯二甲酸生产的反应器流出 物中回收有价值的物质的设备的流程图。如附图的图1中所示的设备IA包括设置有搅拌器3的带有夹套的稀释和冷却罐 2。所述罐的夹套标记为4。5是用于使罐2的夹套中的冷却剂(未示出)经由标记为6和 7的再循环管路再循环的冷却单元。罐2连接至反应器流出物入口管路8和稀释水入口管 路9。10是固液分离器，其入口经由管路11连接至罐2的出口。固液分离器的沉积物出口 管路标记为12。13是闪蒸罐，其中回收的催化剂排出管路标记为14。15是设置有闪蒸罐 的再沸器。16是冷凝器，其入口经由管路17连接至闪蒸罐的蒸气出口。冷凝器的出口连接 至回收水管路18，回收水管路18又连接至稀释水入口管路9。冷凝器的冷却剂入口和出口 分别标记为19和20。将来自对苯二甲酸生产厂(未示出)的约80至90°C的反应器流出 物(未示出)经由流出物入口管路8而供给(进料)到罐2中。将稀释水(未示出)经由 稀释水入口管路9而供给到罐2中。流出物的稀释在罐2中在用搅拌器3的搅动下利用水 以重量比1 1至1 12，优选1 10而进行。在5-20°C下，优选5-15°C下通过使来自冷 却单元的冷却剂(未示出)在罐2的夹套中循环来冷却罐2中的流出物稀释物。由于稀释 和冷却，流出物中存在的有机化合物凝固。使富含用过的氧化催化剂的水相与富含有机化 合物的固相在固液分离器中分离。固相通过沉积物出口管路12排出。水相在闪蒸罐中闪 蒸。再沸器使水相再沸并供给到闪蒸罐中。富含用过的氧化催化剂的浓缩物通过回收催化 剂排出管路14收集。主要包含水的气相通过管路17供给到冷凝器16中，并且在冷凝器中
4冷凝。在冷凝器中回收的水经由回收水管路18而被供给到罐2中。如附图的图2中所示的设备IB包括设置有搅拌器22的沉淀槽21。23是设置有 沉淀槽的碱定量给料管路。M是沉淀槽的CO2气体出口。该沉淀槽经由管路25连接至固 液分离器的出口。沈是经由管路26a连接至沉淀槽的出口的过滤器。27是过滤器的滤液 出口管路。观是催化剂再生罐，其入口经由管路27a连接至过滤器的出口。再生罐观设置 有搅拌器四。30是设置有再生罐的乙酸定量给料管路。31是再生罐的CO2气体出口。32 是再生罐的回收催化剂出口管路。将来自固液分离器的水相在搅动下在沉淀槽21中用碱 优选苏打灰进行处理，以使有机催化剂沉淀。在7-8的pH下进行沉淀。在过滤器中过滤包 括用过的催化剂的浆料，并将固相供给到再生罐中。滤液，即，回收的水经由滤液出口管路 27而排出。在再生罐中通过在搅动下用乙酸处理而将催化剂转化成乙酸盐并且经由出口管 路32收集。如附图的图3中所示的设备IC包括储罐33，其入口经由管路34连接至固液分离 器10的出口。多个膜分离器标记为35、36、37和38。膜分离器35的入口经由管路39连 接至储罐33的出口。膜分离器35的排出管路(reject line) 40连接至洗涤槽41，该洗涤 槽41又经由管路42连接至膜分离器36的入口。43是排出储罐，其连接至膜分离器36的 排出管路44并且经由管路45进一步连接至膜分离器37的入口。46是经由管路47a连接 至膜分离器37的回收催化剂储罐。储罐46的回收催化剂出口管路标记为47b。膜分离器 35,36和37的分别标记为48、49和50的出口管路经由管路51连接至膜分离器38的入口。 52是接近膜分离器38的入口跨过管路51而连接的碱定量给料管路。53是连接至膜分离 器38的出口和稀释水入口管路9的回收水管路。M是连接至管路53和冲洗槽41的交叉 管路。阳是膜分离器38的废水出口管路。来自固液分离器10的水相储存在罐33中。水 相在膜分离器35中经历反渗透。对包含用过的催化剂的固相在冲洗槽41中进行洗涤，并 在膜分离器36中经受另外的渗透。将来自膜分离器36的排出物(废物，reject)储存在储 罐43中并供给到膜分离器37中。在膜分离器37中使排出物进一步经受反渗透。收集回 收的催化剂并储存在罐46中并经由出口管路47b回收。来自膜分离器35、36和37的渗透 物在膜分离器38中进一步经受反渗透。进入膜分离器38中的进料用碱优选苛性钠进行定 量给料，以便使有机化合物(如果有的话)凝固。进行碱处理以将PH调节至7到8之间。 废水经由废水排出管路55排出，而回收水一部分供给到入口管路9中而一部分供给到冲洗 槽41中。根据本发明，代替通过焚化处理，反应器流出物中的有价值的物质，S卩，用过的氧 化催化剂和水因此被回收并被再利用。下列实验实施例示出了本发明而并没有限制本发明 的范围。实施例1(a)在附图的图1的典型设备中，在搅动下用水以1 1、1 2、1 5、1 8、 1 10和1 12的重量比对90°C的反应器流出物(50升)进行稀释，并冷却至10°C。有 机物质如钴和锰的回收百分比分别为9、21、53、77、91、92和10、25、62、85、94、99。(b)为了使反应器中的有机物质和副产物的杂质水平保持在容许的限度内，通过 将反应器流出物的冷却温度改变成5°C、10°C和15°C来进行几个实验。发现有机物质的总 回收百分比分别为80,84和87。
(c)将1 10稀释度和10°C的冷却温度的回收溶液通过蒸发来浓缩以回收80% 至85%的水。实施例2在附图的图2的典型设备中，在搅动下用水以1 10的重量比对90°C的反应器流 出物(50升)进行稀释，并冷却至10°C。有机催化剂的沉淀利用苏打灰的添加来进行，直到 溶液的PH变成7至8。进行另外的乙酸添加从而将碳酸盐转化成乙酸盐。发现钴和锰的回 收百分比分别为95和94。实施例3在附图的图3的典型设备中，在搅动下以1 10的重量比对90°C的反应器流出 物(50升)进行稀释，并冷却至10°C。发现钴和锰的回收百分比分别为98和99。还通过 加入苛性碱直到渗透物的PH变成7至8来使剩余的有机物从第一膜分离器至第三膜分离 器的渗透物中沉淀，然后使溶液通过第四膜分离器来回收水。发现水的回收百分比在35至 40的范围内。
权利要求
1.一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的方法，所述方法包括以下步骤 用水以重量比1 1至1 12来稀释来自对苯二甲酸生产的反应器流出物并且在搅拌下 将流出物的稀释物冷却到5°C至20°C ；从富含有机化合物的固相中分离富含用过的氧化催 化剂的水相；以及浓缩所述水相以回收所述用过的氧化催化剂和水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，用水稀释所述流出物以重量比1 10进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述流出物的稀释物在5至15°C下冷却。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述水相和固相的分离通过固液分 离法来进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述水相的浓缩通过蒸发所述水相 来进行。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述水相的浓缩通过在搅拌下用碱 处理以将pH调节至7到8之间经过沉淀，接着通过过滤来分离沉淀物而进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述碱是苏打灰。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，用乙酸处理所述沉淀物以将所述用过的氧化 催化剂转化成乙酸盐。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述水相的浓缩通过膜分离法来进行。
10.一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的设备，所述设备包括带有夹套 的稀释和冷却罐，所述带有夹套的稀释和冷却罐设置有搅拌器并连接至对于来自所述对苯 二甲酸生产的反应器流出物的入口管路以及稀释水入口管路，所述稀释和冷却罐的夹套连 接至冷却单元；固液分离器，所述固液分离器的入口连接至所述稀释和冷却罐的出口 ；闪 蒸罐，所述闪蒸罐设置有再沸器并连接至所述固液分离器的出口 ；以及冷凝器，所述冷凝器 的入口连接至所述闪蒸罐的蒸气出口。
11.一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的设备，所述设备包括带有夹套 的稀释和冷却罐，所述带有夹套的稀释和冷却罐设置有搅拌器并连接至对于来自所述对苯 二甲酸生产的反应器流出物的入口管路以及稀释水入口管路，所述稀释和冷却罐的夹套连 接至冷却单元；固液分离器，所述固液分离器的入口连接至所述稀释和冷却罐的出口 ；沉 淀槽，所述沉淀槽设置有搅拌器并连接至所述固液分离器的出口，所述沉淀槽进一步设置 有碱定量给料管路和(X)2出口管路；过滤器，所述过滤器的入口连接至所述沉淀槽的出口 ； 以及催化剂再生罐，所述催化剂再生罐设置有搅拌器并连接至所述过滤器的出口，所述催 化剂再生罐进一步设置有乙酸定量给料管路、CO2出口管路和回收催化剂出口管路。
12.一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的设备，所述设备包括带有夹套 的稀释和冷却罐，所述带有夹套的稀释和冷却罐设置有搅拌器并连接至对于来自所述对苯 二甲酸生产的反应器流出物的入口管路以及稀释水入口管路，所述稀释和冷却罐的夹套连 接至冷却单元；固液分离器，所述固液分离器的入口连接至所述稀释和冷却罐的出口 ；以 及储罐，所述储罐的入口连接至所述固液分离器的出口，并且所述储罐的出口连接至膜分 离器阵列装置。
全文摘要
本发明提供了一种用于从对苯二甲酸生产中回收有价值的物质的方法。该方法包括以下步骤用水以重量比1∶1至1∶12来稀释来自对苯二甲酸生产的反应器流出物以及在搅拌下将流出物的稀释物冷却到5℃至20℃。使富含用过的氧化催化剂的水相从富含有机化合物的固相中分离，并且进行浓缩以回收用过的氧化催化剂和水。本发明还提供了用于从反应器流出物中回收有价值的物质的设备。
文档编号B01J38/62GK102137707SQ200980133728
公开日2011年7月27日 申请日期2009年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者乔古勒·苏布哈什, 加德格·拉贾拉姆, 萨达·苏布哈什, 阿杜里·帕瓦恩库玛, 马休·托马斯 申请人:瑞来斯实业公司