芳族二羧酸的制備
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于在制備芳族二羧酸的方法中生成水蒸氣的方法，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述生成水蒸氣的方法包括以下步驟：i)加熱粗芳族二羧酸漿液以形成粗芳族二羧酸溶液；ii)將所述粗芳族二羧酸溶液傳送至氫化反應(yīng)器；iii)將純化的芳族二羧酸溶液從所述氫化反應(yīng)器傳送至一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器；以及iv)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。本發(fā)明還提供了一種用于實(shí)施所述方法的設(shè)備。
【專利說(shuō)明】
芳族二羧酸的制備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于芳族二羧酸的制備的方法和設(shè)備?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]芳族二羧酸通常通過(guò)烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化制備。實(shí)例是對(duì)苯二甲酸 (TA)，其廣泛用于制備聚酯，如聚(對(duì)苯二甲酸乙二酯)(PET)。作為用于PET制備的反應(yīng)物所需的TA被稱為“純化的對(duì)苯二甲酸”(PTA)，并且通常含有超過(guò)99.97重量％、優(yōu)選地超過(guò)99.99重量％的對(duì)苯二甲酸，以及少于25ppm 4-羧基苯甲醛(4-CBA)。在工業(yè)規(guī)模上，適于在PET制造中使用的PTA通常以兩段方法制備。首先，將對(duì)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(duì)苯二甲酸”(CTA)， 如在例如US 2, 833, 816中所述。然后，將通過(guò)該氧化反應(yīng)制備的CTA純化，因?yàn)槠渫ǔ１浑s質(zhì)如4-CBA、對(duì)甲基苯甲酸，以及賦予TA淡黃色的各種有色雜質(zhì)所污染。CTA的純化除了需要至少一個(gè)物理過(guò)程(例如，結(jié)晶、洗滌等)之外，通常還需要至少一種化學(xué)轉(zhuǎn)化(例如， 氫化)以產(chǎn)生PTA。
[0003]PTA通常被視為批量商品項(xiàng)，其年產(chǎn)量有數(shù)百萬(wàn)噸，并且因此制造商期望降低其成本以使PTA制造的經(jīng)濟(jì)性和效率最大化。這可通過(guò)降低資本成本(例如，設(shè)備成本)和可變成本(例如，與廢棄物處置、起始物質(zhì)使用、有機(jī)溶劑、加熱燃料和去離子水相關(guān)的成本) 實(shí)現(xiàn)。
[0004]通常將熱引入至芳族二羧酸制造廠中并在其中使用水蒸氣作載體傳送熱。具體地，通過(guò)燃燒加熱燃料以加熱水(例如在化石燃料鍋爐中)，可在設(shè)備區(qū)外生成溫度為例如約300°C的高壓水蒸氣，然后將該高壓水蒸氣導(dǎo)向一個(gè)或多個(gè)熱交換器，以將熱傳送到具有最高溫度需求的工藝流?？梢詫?duì)所得的高壓冷凝物進(jìn)行閃蒸以制備溫度為例如約220°C的中高壓水蒸氣(intermediate-pressure steam)，然后該中高壓水蒸氣可用于加熱具有較低熱需求的工藝流形成中高壓冷凝物(intermediate-pressure condensate)，可以對(duì)該中高壓冷凝物進(jìn)行閃蒸以制備中壓水蒸氣，然后如此往復(fù)直到所述水蒸氣的能量耗盡為止。
[0005]生成高壓水蒸氣所需的加熱燃料構(gòu)成芳族二羧酸制造方法的顯著可變成本。本發(fā)明的目的是提供一種用于制造芳族二羧酸的更加經(jīng)濟(jì)且更有效的方法和設(shè)備并且，具體地，將用于芳族二羧酸制造方法的高壓水蒸氣需求最小化。進(jìn)一步的目的將從以下說(shuō)明書易見(jiàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]該目的可以通過(guò)在所述方法中生成較低壓的水蒸氣(例如中高壓水蒸氣)實(shí)現(xiàn)， 而不是通過(guò)直接從高壓水蒸氣中獲得這些水蒸氣。因此本發(fā)明的第一方面提供了一種用于在制備芳族二羧酸的方法中生成水蒸氣的方法，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述生成水蒸氣的方法包括以下步驟:
[0007]i)加熱粗芳族二羧酸漿液以形成粗芳族二羧酸溶液；
[0008]ii)將所述粗芳族二羧酸溶液傳送至氫化反應(yīng)器；
[0009]iii)將純化的芳族二羧酸溶液從所述氫化反應(yīng)器傳送至一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器；以及
[0010]iv)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。
[0011]所生成的水蒸氣通常為飽和水蒸氣。優(yōu)選地，在步驟iv)中生成的水蒸氣為中壓水蒸氣或中高壓水蒸氣。更優(yōu)選地，在步驟iv)中生成的水蒸氣為中高壓水蒸氣。
[0012]如本文所使用，“高壓水蒸氣”是指壓力為約50-150barA、或約75-125barA、 或約lOObarA的飽和水蒸氣。相似地，“高壓冷凝物”是指壓力為約50-150barA、或約 75-125barA、或約lOObarA的冷凝物。如本文所使用，“中高壓水蒸氣”是指壓力為約 10-50barA、或約 12.5-40barA、或約 15-35barA、或約 17.5-30barA、或約 20barA 的飽和水蒸氣。如本文所使用，“中壓水蒸氣”是指壓力為約5-10barA、或約6-9barA、或約8barA的飽和水蒸氣。如本文所使用，“低壓水蒸氣”是指壓力小于約5barA的飽和水蒸氣。[〇〇13]粗芳族二羧酸漿液可以使用高壓水蒸氣加熱。因此，步驟i)可包括步驟v):將熱從高壓水蒸氣傳送至第一漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液。高壓冷凝物可以在步驟v)中生成。高壓冷凝物通常處于與高壓水蒸氣基本上相同的溫度下，例如高壓冷凝物可處于比高壓水蒸氣低10°C，或低5°C的溫度下。例如，如果高壓水蒸氣處于290-320°C的溫度下，則高壓冷凝物可處于280-3KTC，或285-315°C的溫度下。因此，步驟i)還可包括步驟vi):在第二漿液熱交換器中將熱從所述高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液，所述第二漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第一漿液熱交換器的上游。在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游，可以將粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C，優(yōu)選地，不直接將熱從所述高壓水蒸氣或所述高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。因此，在將來(lái)自所述高壓冷凝物和所述高壓水蒸氣的熱施加至所述粗芳族二羧酸漿液之前，就可將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至高溫。然后，在所述流抵達(dá)所述氫化反應(yīng)器之前，所述高壓冷凝物和所述高壓水蒸氣提供所需的溫度上的最后增加。因此，與之前的制造方法和制造廠比較，本發(fā)明以更加經(jīng)濟(jì)、有效和有利的方式使用高壓水蒸氣。
[0014]本發(fā)明的該方面還提供了一種用于在制備芳族二羧酸的方法中生成水蒸氣的設(shè)備，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述設(shè)備包括:
[0015]a)第一漿液熱交換器，所述第一漿液熱交換器配置為接收粗芳族二羧酸漿液；
[0016]b)氫化反應(yīng)器，所述氫化反應(yīng)器配置為接收來(lái)自所述第一漿液熱交換器的粗芳族二羧酸溶液；
[0017]c) —系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器，所述一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器配置為接收來(lái)自所述氫化反應(yīng)器的純化的芳族二羧酸溶液；以及
[0018]d)水蒸氣生成器，所述水蒸氣生成器配置為將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水流以生成水蒸氣。
[0019]所生成的水蒸氣通常為飽和水蒸氣。優(yōu)選地，由水蒸氣生成器d)生成的水蒸氣為中壓水蒸氣或中高壓水蒸氣。更優(yōu)選地，由水蒸氣生成器d)生成的水蒸氣為中高壓水蒸氣。
[0020] 可以使用高壓水蒸氣加熱粗芳族二羧酸漿液。因此，第一漿液熱交換器可以配置為將熱從高壓水蒸氣傳送至粗芳族二羧酸漿液。所述設(shè)備還可包括e)第二漿液熱交換器， 所述第二漿液熱交換器配置為將熱從由高壓水蒸氣生成的高壓冷凝物傳送至粗芳族二羧酸漿液，并且相對(duì)于粗芳族二羧酸漿液的流向布置在第一漿液熱交換器的上游。所述設(shè)備可以配置為在相對(duì)于粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C，優(yōu)選地，不直接將熱從高壓水蒸氣或高壓冷凝物傳送至粗芳族二羧酸漿液。因此，在將來(lái)自高壓冷凝物和高壓水蒸氣的熱施加至粗芳族二羧酸漿液之前，可以將粗芳族二羧酸漿液加熱至高溫。然后，在所述流抵達(dá)氫化反應(yīng)器前，高壓冷凝物和高壓水蒸氣提供所需溫度的最后增加。
[0021] 本發(fā)明的發(fā)明人已驚奇地發(fā)現(xiàn)，可使用來(lái)自結(jié)晶器排放流的熱生成水蒸氣(具體地中高壓水蒸氣)，而不增加該方法中其他地方的高壓水蒸氣需求，例如不需要另外的高壓水蒸氣(相比于其中結(jié)晶器排放流未用于生成水蒸氣的方法)來(lái)加熱粗芳族二羧酸漿液。 因此，本發(fā)明提供了新的水蒸氣源，具體地中高壓水蒸氣，其可用于替代來(lái)源于高壓水蒸氣的水蒸氣，因此相比于先前的制造方法和設(shè)備，本發(fā)明以一種更加經(jīng)濟(jì)、有效和有利的方式使用高壓水蒸氣，并且減少了所述方法的總體高壓水蒸氣需求，這繼而減少了加熱需求并因此降低了可變成本。
[0022] 因此，本發(fā)明的第二方面提供一種用于在制備芳族二羧酸的方法中加熱氣體流的方法，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述加熱氣體流的方法包括以下步驟:
[0023]I)通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法生成水蒸氣；以及
[0024] II)將熱從所述水蒸氣傳送至所述第一氣體熱交換器中的氣體流。
[0025] 本發(fā)明的該方面還提供了一種用于在制備芳族二羧酸的方法中加熱氣體流的設(shè)備，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述設(shè)備包括:
[0026]A)用于根據(jù)本發(fā)明的第一方面生成水蒸氣的設(shè)備；以及
[0027]B)第一氣體熱交換器，所述第一氣體熱交換器配置為將熱從所述水蒸氣傳送至所述氣體流。
[0028] 氣體流可為加壓洗滌器排放氣體流。有必要先加熱該氣體流再將其傳送至催化燃燒器內(nèi)，其中將有機(jī)化合物從該氣體流除去。因此，本發(fā)明提供了不使用高壓水蒸氣也不增加所述方法中其他地方的高壓水蒸氣需求來(lái)加熱該流的方法，從而減少了所述方法的總體高壓水蒸氣需求?！靖綀D說(shuō)明】
[0029]圖1為根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030] 本文描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，每個(gè)實(shí)施方案中指定的特征可以與其他指定特征結(jié)合以提供另外的實(shí)施方案。
[0031] 應(yīng)當(dāng)理解，用于通過(guò)烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化制備芳族二羧酸的方法和設(shè)備的一般操作是眾所周知的。例如，如上所述，適于在PET制備中使用的對(duì)苯二甲酸(即，純化的對(duì)苯二甲酸)通常以兩段方法制備。首先，將對(duì)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(duì)苯二甲酸。然后，將通過(guò)該氧化反應(yīng)制備的粗對(duì)苯二甲酸純化以去除雜質(zhì)，如4-CBA和對(duì)甲基苯甲酸，以生成純化的對(duì)苯二甲酸。粗對(duì)苯二甲酸的純化除了需要至少一個(gè)物理過(guò)程(例如，結(jié)晶、洗滌等)之外， 通常還需要至少一種化學(xué)轉(zhuǎn)化(例如，氫化)。[〇〇32]芳族二羧酸的制備
[0033]本發(fā)明的方法和設(shè)備中制備的芳族二羧酸優(yōu)選選自對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸和間苯二甲酸。芳族二羧酸優(yōu)選為對(duì)苯二甲酸。烴前體為可氧化形成芳族二羧酸的化合物。因此，烴前體通常為在所需的最終產(chǎn)物中的羧酸取代基的位置被如Q 6烷基、甲?；蛞阴；〈谋交蜉?。優(yōu)選的烴前體為C16烷基取代的苯，具體地，為對(duì)二甲苯。有機(jī)溶劑通常為脂族羧酸，如乙酸，或一種或多種此類脂族羧酸與水的混合物。氧化反應(yīng)可在其中有氧氣的任何條件下進(jìn)行，例如，該反應(yīng)可在空氣中進(jìn)行。反應(yīng)催化劑通常包含可溶形式的鈷和/或錳(例如，它們的乙酸鹽)，使用溴源(如溴化氫)作為促進(jìn)劑。氧化反應(yīng)的溫度通常在約 100-250°C的范圍內(nèi)，優(yōu)選地為約150-220°C。任何常規(guī)的壓力都可用于該反應(yīng)，以適當(dāng)?shù)貙⒃摲磻?yīng)混合物保持在液態(tài)下。
[0034]氧化段執(zhí)行將烴前體在有機(jī)溶劑中催化氧化的功能，從而形成產(chǎn)物流和排放氣體。產(chǎn)物流通常傳送至結(jié)晶段以形成粗芳族二羧酸晶體的第一漿液與塔頂蒸氣。通常將粗芳族二羧酸晶體的第一漿液傳送至分離段，其中將母液與粗芳族二羧酸晶體相分離，然后可以與含水液體混合以形成粗芳族二羧酸晶體的第二漿液。通常將該粗芳族二羧酸晶體的第二漿液傳送至純化裝置，加熱并且進(jìn)行氫化，之后冷卻以形成純化的芳族二羧酸晶體的漿液。
[0035]在蒸餾段中，通常將來(lái)自氧化段的排放氣體分離到富含有機(jī)溶劑的液體流和富含水的蒸氣流中。來(lái)自蒸餾段的富含有機(jī)溶劑的液體流通常包含80-95%重量/重量的有機(jī)溶劑，并且通常返回氧化段。來(lái)自蒸餾段的富含水的蒸氣流通常包含〇.1-5.0%重量/重量的有機(jī)溶劑，并且通常在冷凝段中冷凝以形成冷凝物流和塔頂氣體。冷凝物流的一部分通常用作用于形成上述粗芳族二羧酸晶體的第二漿液的含水液體源。冷凝物流的一部分通常還形成用于來(lái)自純化裝置的純化的芳族二羧酸晶體的洗滌流體源。
[0036]粗芳族二羧酸漿液
[0037]如上所述，對(duì)含水液體中的粗芳族二羧酸晶體的漿液進(jìn)行典型的芳族二羧酸制造方法的純化段。因此，在此類方法中，上述粗芳族二羧酸晶體的第二漿液形成本發(fā)明中使用的粗芳族二羧酸漿液。這種漿液除了包含芳族二羧酸外，通常還包含反應(yīng)副產(chǎn)物(例如 TA制備中的對(duì)甲基苯甲酸、苯甲酸和4-CBA)以及有機(jī)溶劑衍生物和(例如來(lái)自乙酸的乙酸甲酯)和少量的反應(yīng)催化劑。加熱粗芳族二羧酸漿液以形成粗芳族二羧酸溶液，在氫化反應(yīng)器中對(duì)該溶液進(jìn)行氫化反應(yīng)，通常在碳上負(fù)載的鈀的固定床催化劑上、在高溫(例如 275-290°C)和高壓(例如70-90barA)下將一些雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成更容易從純化的芳族二羧酸晶體中除去的形式(例如將4-CBA轉(zhuǎn)化為對(duì)甲基苯甲酸)。
[0038]加熱漿液
[0039]通常在所得的粗芳族二羧酸溶液的氫化之前，先將粗芳族二羧酸漿液加熱以溶解反應(yīng)副產(chǎn)物，通常最高至約280°C或更高的溫度。這可以通過(guò)將熱從一系列溫度逐漸升高的流傳送至一系列熱交換器(如殼管式熱交換器)中的漿液實(shí)現(xiàn)。因此，隨著將粗芳族二羧酸漿液通過(guò)該系列溫度逐漸升高的流加熱，粗芳族二羧酸漿液中的固體溶解，使得最終形成粗芳族二羧酸溶液。第一熱交換器(從氫化反應(yīng)器向后數(shù))在氫化之前施加最后加熱步驟，并且這通常使用在設(shè)備區(qū)外生成的高壓水蒸氣源進(jìn)行，該高壓水蒸氣源的溫度為例如約300°C。因此，將熱從高壓水蒸氣傳送至第一漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液。因?yàn)檫@種高壓水蒸氣的生成構(gòu)成芳族二羧酸制造方法的顯著的可變成本，因此希望最大程度地減少該方法的高壓水蒸氣需求并最大程度地利用來(lái)自這種水蒸氣的熱能。因此，可將在這種第一熱傳送步驟中生成的高壓冷凝物傳送至第二熱交換器(相對(duì)于粗芳族二羧酸漿液的流向布置在第一漿液熱交換器的上游)，在第二熱交換器中將熱從高壓冷凝物傳送至粗芳族二羧酸漿液。
[0040]在粗芳族二羧酸漿液抵達(dá)第二熱交換器之前，通過(guò)將所述粗芳族二羧酸漿液預(yù)熱可以部分地減少所述加熱步驟的高壓水蒸氣需求。因此，在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的第二漿液熱交換器的上游，可以將粗芳族二羧酸漿液加熱至至少220°C、或至少 230°C、或至少240°C，或優(yōu)選地至少250°C，優(yōu)選地，不直接將熱從高壓水蒸氣或高壓冷凝物傳送至粗芳族二羧酸漿液?？梢酝ㄟ^(guò)將熱從來(lái)自該系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器排放流傳送至一個(gè)或多個(gè)另外的熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液進(jìn)行這種預(yù)熱。 因此，加熱粗芳族二羧酸漿液的步驟還可以包括將熱從來(lái)自該系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第三漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液，所述第三漿液熱交換器相對(duì)于粗芳族二羧酸漿液的流向布置在第二漿液熱交換器的上游。
[0041]本發(fā)明可包括將純化的芳族二羧酸溶液從氫化反應(yīng)器傳送至一系列的兩個(gè)以上結(jié)晶器、或一系列的三個(gè)以上結(jié)晶器、或一系列的四個(gè)以上結(jié)晶器、或一系列的五個(gè)以上結(jié)晶器。
[0042]—系列中的“第一”結(jié)晶器為接收來(lái)自氫化反應(yīng)器的純化的芳族二羧酸溶液的結(jié)晶器。因此，可以將熱從來(lái)自該系列中第一結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第三漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液。備選地或另外地，可以將熱從來(lái)自該系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第三漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液。加熱粗芳族二羧酸漿液的步驟還可以包括將熱從來(lái)自該系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第四漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液，所述第四漿液熱交換器相對(duì)于粗芳族二羧酸漿液的流向布置在第三漿液熱交換器的上游。具體地，可以將熱從來(lái)自該系列中第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第四漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液。
[0043]可從上述結(jié)晶器的每一個(gè)中取得單個(gè)排放流并將其傳送至上述熱交換器。備選地，可從上述結(jié)晶器的每一個(gè)中取得多個(gè)排放流(通過(guò)使用具有多個(gè)排氣孔的結(jié)晶器，或通過(guò)分割來(lái)自每一個(gè)結(jié)晶器中的單個(gè)排氣孔的流)，然后將多個(gè)排放流中的一個(gè)傳送至上述熱交換器，而將其他一個(gè)或多個(gè)用在所述方法的其他地方(例如，用來(lái)生成水蒸氣)。
[0044]水蒸氣生成器
[0045]水蒸氣生成器為熱交換器，優(yōu)選管殼式熱交換器(例如爸式熱交換器)，其中將熱從結(jié)晶器排放流傳送至水流(例如，鍋爐進(jìn)料水流)以生成水蒸氣，優(yōu)選中高壓水蒸氣。通常將水流在壓力下栗送至水蒸氣生成器，并且還可以在將水流傳送至水蒸氣生成器前將其預(yù)熱。
[0046]雖然可以將來(lái)自該系列中的第一結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流的熱傳送至水蒸氣生成器中的水流，但是這種結(jié)晶器排放流通常比用來(lái)生成中高壓水蒸氣的所需的更熱，因此利用這種結(jié)晶器排放流加熱粗芳族二羧酸漿液是更有效的。因此，優(yōu)選的是將熱從來(lái)自該系列中的第二結(jié)晶器或該系列中的后續(xù)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。具體地，優(yōu)選的是將熱從來(lái)自該系列中第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。雖然比來(lái)自該系列中第一結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流更冷，但來(lái)自第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流處于足以生成中高壓水蒸氣的高溫下。進(jìn)一步優(yōu)選的是，如果將熱從來(lái)自該系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第四漿液熱交換器中的粗芳族二羧酸漿液，并且將熱從來(lái)自該系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。這可用于確保水蒸氣的生成不包括粗芳族二羧酸漿液的加熱，即水蒸氣的生成不會(huì)造成需要另外的高壓水蒸氣加熱粗芳族二羧酸漿液。
[0047]加熱氣體流
[0048]在本發(fā)明的第一方面中生成的水蒸氣(例如中高壓水蒸氣)可用于加熱用于制備芳族二羧酸的方法和設(shè)備中的其他流，從而減少其他水蒸氣，特別是有價(jià)值的高壓水蒸氣的使用。因此，本發(fā)明的第二方面通過(guò)將熱從所述水蒸氣傳送至第一氣體熱交換器中的氣體流使用這種水蒸氣。
[0049]所述水蒸氣，具體地中高壓水蒸氣，已被發(fā)現(xiàn)對(duì)加熱加壓洗滌器排放氣體流特別有用。加壓洗滌器為一系列段中的一個(gè)，這些段用于在將來(lái)自冷凝段的塔頂氣體釋放至大氣環(huán)境之前對(duì)其進(jìn)行處理。這種設(shè)備先用有機(jī)溶劑(例如乙酸)然后用水洗滌塔頂氣體， 從而降低所述氣體中的物質(zhì)如未反應(yīng)的烴前體(例如對(duì)二甲苯)和有機(jī)溶劑衍生物(例如乙酸甲酯)的水平。然后可對(duì)加壓洗滌器排放氣體流進(jìn)行進(jìn)一步處理。例如，可以在催化燃燒器中處理該氣體流以除去一氧化碳以及任何殘余的有機(jī)組分，然后可在廢氣洗滌器中進(jìn)一步處理所得的催化燃燒器出口氣體，再將其釋放到大氣環(huán)境中。
[0050]希望在對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步處理之前，先加熱加壓洗滌器排放氣體流，如催化燃燒，以增加這些處理的效率。可以將加壓洗滌器排放氣體流在第二氣體熱交換器中預(yù)熱(例如通過(guò)將來(lái)自低壓水蒸氣或中壓水蒸氣的熱傳送至第二氣體熱交換器)，所述第二氣體熱交換器相對(duì)于加壓洗滌器排放氣體流的流向布置在第一氣體熱交換器的上游。備選地或另外地，可以在第三氣體熱交換器中通過(guò)將熱傳送至加壓洗滌器排放氣體流來(lái)對(duì)其進(jìn)行加熱， 所述第三氣體熱交換器相對(duì)于加壓洗滌器排放氣體流的流向布置在第一氣體熱交換器的下游。因此，可以將加壓洗滌器排放氣體流從第一氣體熱交換器傳送至第三氣體熱交換器， 然后可從第三氣體熱交換器傳送至催化燃燒器?？蓪?lái)自催化燃燒器的催化燃燒器出口氣體流傳送至第三氣體熱交換器，以使得將熱從催化燃燒器出口氣體流傳送至加壓洗滌器排放氣體流。
[0051]將參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。
[0052]圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的方法和設(shè)備的示意圖。加熱段10包括第一熱交換器12、第二熱交換器14、第三熱交換器16和第四熱交換器18。第一熱交換器12供應(yīng)有壓力為約lOObarA的高壓水蒸氣進(jìn)料12a，該進(jìn)料在燒化石燃料的鍋爐中生成，以加熱粗芳族二羧酸(優(yōu)選對(duì)苯二甲酸)漿液流14a。將高壓冷凝物流12b傳送至第二熱交換器14 以加熱粗芳族二羧酸漿液流16a。將來(lái)自第一結(jié)晶器30的結(jié)晶器排放流30a進(jìn)料至第三熱交換器16以加熱粗芳族二羧酸漿液流18a。將來(lái)自第二結(jié)晶器40的結(jié)晶器排放流40a進(jìn)料至第四熱交換器18以加熱粗芳族二羧酸漿液流10a。因此，將粗芳族二羧酸漿液流10a 進(jìn)料至加熱段10,并且將該漿液依次在第四熱交換器18、第三熱交換器16、第二熱交換器 14和第一熱交換器12中加熱以溶解其固體組分從而形成粗芳族二羧酸溶液流10b。加熱應(yīng)使粗芳族二羧酸漿液流16a當(dāng)?shù)竭_(dá)第二熱交換器14時(shí)溫度為至少250°C。
[0053]將粗芳族二羧酸溶液流10b進(jìn)料至氫化反應(yīng)器20,在該反應(yīng)器內(nèi)在碳上負(fù)載的鈀的固定床催化劑上、在275-290°C的溫度和70-90barA的壓力下對(duì)粗芳族二羧酸溶液流10b 進(jìn)行氫化反應(yīng)。將純化的芳族二羧酸溶液流20a進(jìn)料至第一結(jié)晶器30以形成純化的芳族二羧酸漿液流30b，將該漿液流進(jìn)料至第二結(jié)晶器40。除去純化的芳族二羧酸漿液流40b 以用于進(jìn)一步處理，以回收純化的芳族二羧酸晶體。
[0054]將來(lái)自第二結(jié)晶器40的結(jié)晶器排出水蒸氣40c進(jìn)料至水蒸氣生成器50以加熱鍋爐進(jìn)料水流50a。將壓力為約22barA的中高壓水蒸氣進(jìn)料50b進(jìn)料至第一氣體熱交換器 60以加熱加壓洗滌器排放氣體流70d。通過(guò)低壓水蒸氣進(jìn)料70b在第二氣體熱交換器70 中加熱加壓洗滌器排放氣體流70a，并且將加壓洗滌器排放氣體流70d傳送至第一氣體熱交換器60。將加壓洗滌器排放氣體流60a進(jìn)料至第三氣體熱交換器80。將加壓洗滌器排放氣體流80a進(jìn)料至催化燃燒器90以制備催化燃燒器出口氣體流90a，將該氣體流進(jìn)料返回至第三氣體熱交換器80,以加熱加壓洗滌器排放氣體流60a。將催化燃燒器出口氣體流 80b通過(guò)用于功率回收(power recovery)的廢氣膨脹器，然后先排放至廢氣洗滌器再被釋放至大氣環(huán)境中。
[0055]收集廢水蒸氣16b、18b和50c并將其循環(huán)回處理設(shè)備。將廢水蒸氣/冷凝物14b、 60b和70c進(jìn)料至水蒸氣回收系統(tǒng)以備后用。
[0056]根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方案，提供以下方案。
[0057]方案 1
[0058]—種用于在制備芳族二羧酸的方法中生成水蒸氣的方法，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述生成水蒸氣的方法包括以下步驟:
[0059]i)加熱粗芳族二羧酸漿液以形成粗芳族二羧酸溶液；
[0060]ii)將所述粗芳族二羧酸溶液傳送至氫化反應(yīng)器；
[0061]iii)將純化的芳族二羧酸溶液從所述氫化反應(yīng)器傳送至一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器；以及
[0062]iv)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。
[0063]方案 2
[0064]根據(jù)方案1所述的方法，其中在步驟iv)中生成的水蒸氣為中壓水蒸氣或中高壓水蒸氣。
[0065]方案 3
[0066]根據(jù)方案2所述的方法，其中在步驟iv)中生成的水蒸氣為中高壓水蒸氣。
[0067]方案 4
[0068]根據(jù)方案2或方案3所述的方法，其中所述中高壓水蒸氣的壓力為約10_50BarA、 或約 12.5-40barA、或約 15-35BarA、或約 17.5-30barA、或約 20BarA。
[0069]方案 5
[0070]根據(jù)方案1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟i)包括以下步驟:
[0071]V)將熱從高壓水蒸氣傳送至第一漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液。
[0072]方案 6
[0073]根據(jù)方案5所述的方法，其中所述高壓水蒸氣的壓力為約50-150BarA、或約 75-125BarA、或約 lOOBarA。
[0074]方案 7
[0075]根據(jù)方案5或方案6所述的方法，其中高壓冷凝物在步驟v)中產(chǎn)生并且其中步驟 i)還包括以下步驟:
[0076]vi)將熱從所述高壓冷凝物傳送至第二漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液，所述第二漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第一漿液熱交換器的上游。
[0077]方案 8
[0078]根據(jù)方案7所述的方法，其中在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C。
[0079]方案 9
[0080]根據(jù)方案8所述的方法，其中在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C，而不直接將熱從高壓水蒸氣或高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。
[0081]方案 10
[0082]根據(jù)方案7-9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟i)還包括以下步驟:
[0083]vii)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第三漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液，所述第三漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第二漿液熱交換器的上游。
[0084]方案 11
[0085]根據(jù)方案10所述的方法，其中步驟iii)包括將來(lái)自所述氫化反應(yīng)器的所述純化的芳族二羧酸溶液傳送至一系列的兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)晶器。
[0086]方案 12
[0087]根據(jù)方案11所述的方法，其中步驟vii)包括將熱從來(lái)自所述系列中的第一結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述第三漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液。
[0088]方案 13
[0089]根據(jù)方案12所述的方法，其中步驟iv)包括將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器或所述系列中的后續(xù)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。
[0090]方案 14
[0091]根據(jù)方案13所述的方法，其中步驟iv)包括將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。
[0092]方案 15
[0093]根據(jù)方案14所述的方法，其中步驟i)還包括以下步驟:
[0094]viii)將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第四漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液，所述第四漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第三漿液熱交換器的上游。
[0095]方案 16
[0096]—種用于在制備芳族二羧酸的方法中加熱氣體流的方法，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述加熱氣體流的方法包括以下步驟:
[0097]I)通過(guò)根據(jù)方案1-15中的任一項(xiàng)所述的方法生成水蒸氣；以及
[0098]II)在第一氣體熱交換器中將熱從所述水蒸氣傳送至所述氣體流。
[0099]方案 17[〇1〇〇]根據(jù)方案16所述的方法，其中所述氣體流為加壓洗滌器排放氣體流。
[0101]方案 18
[0102]根據(jù)方案17所述的方法，所述方法還包括以下步驟:[〇1〇3] III)將熱傳送至第二氣體熱交換器中的所述加壓洗滌器排放氣體流，所述第二氣體熱交換器相對(duì)于所述加壓洗滌器排放氣體流的流向布置在所述第一氣體熱交換器的上游。
[0104]方案 19
[0105]根據(jù)方案18所述的方法，所述方法還包括以下步驟:
[0106]IV)將來(lái)自所述第一氣體熱交換器的所述加壓洗滌器排放氣體流傳送至第三氣體熱交換器；
[0107]V)將來(lái)自所述第三氣體熱交換器的所述加壓洗滌器排放氣體流傳送至催化燃燒器；以及
[0108]VI)將催化燃燒器出口氣體流傳送至所述第三氣體熱交換器，使得將熱從所述催化燃燒器出口氣體流傳送至所述加壓洗滌器排放氣體流。
[0109]方案 20[〇11〇]根據(jù)前述方案中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述芳族二羧酸為對(duì)苯二甲酸。
[0111]方案 21
[0112]—種用于在制備芳族二羧酸的方法中生成水蒸氣的設(shè)備，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述設(shè)備包括:
[0113]a)第一漿液熱交換器，所述第一漿液熱交換器配置為接收粗芳族二羧酸漿液；
[0114]b)氫化反應(yīng)器，所述氫化反應(yīng)器配置為接收來(lái)自所述第一漿液熱交換器的粗芳族二羧酸溶液；
[0115]c) —系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器，所述一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器配置為接收來(lái)自所述氫化反應(yīng)器的純化的芳族二羧酸溶液；以及
[0116]d)水蒸氣生成器，所述水蒸氣生成器配置為將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水流以生成水蒸氣。
[0117]方案 22
[0118]根據(jù)方案21所述的設(shè)備，其中由水蒸氣生成器d)生成的所述水蒸氣為中壓水蒸氣或中高壓水蒸氣。
[0119]方案 23
[0120]根據(jù)方案22所述的設(shè)備，其中由水蒸氣生成器d)生成的所述水蒸氣為中高壓水蒸氣。
[0121]方案 24
[0122]根據(jù)方案22或方案23所述的設(shè)備，其中所述中高壓水蒸氣的壓力為約 10-50BarA、或約 12.5-40barA、或約 15-35BarA、或約 17.5-30barA、或約 20BarA。[〇123]方案 25
[0124] 根據(jù)方案21-24中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一漿液熱交換器配置為將熱從高壓水蒸氣傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。[〇125]方案 26
[0126]根據(jù)方案25所述的設(shè)備，其中所述高壓水蒸氣的壓力為約50_150BarA、或約 75-125BarA、或約 lOOBarA。
[0127]方案 27
[0128]根據(jù)方案25或方案26所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:
[0129]e)第二漿液熱交換器，所述第二漿液熱交換器配置為將熱從由所述高壓水蒸氣生成的高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液，并且相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第一漿液熱交換器的上游。[〇13〇]方案 28
[0131]根據(jù)方案26所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C。 [〇132]方案 29
[0133]根據(jù)方案28所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C，而不直接將熱從高壓水蒸氣或高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。[〇134]方案 30
[0135]根據(jù)方案27-29中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:
[0136]f)第三漿液熱交換器，所述第三漿液熱交換器配置為將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液，并且其相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第二漿液熱交換器的上游。[〇137]方案 31
[0138] 根據(jù)方案30所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一系列的兩個(gè)以上的結(jié)晶器。[〇139]方案 32
[0140]根據(jù)方案31所述的設(shè)備，其中所述第三漿液熱交換器配置為將熱從來(lái)自所述系列中的第一結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。
[0141]方案 33
[0142]根據(jù)方案32所述的設(shè)備，其中所述水蒸氣生成器配置為將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器或所述系列中的后續(xù)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水流以生成水蒸氣。
[0143]方案 34
[0144]根據(jù)方案33所述的設(shè)備，其中所述水蒸氣生成器配置為將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水流以生成水蒸氣。
[0145]方案 35
[0146]根據(jù)方案34所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:
[0147]g)第四漿液熱交換器，所述第四漿液熱交換器配置為將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液，并且其相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第三漿液熱交換器的上游。
[0148]方案 36
[0149]—種用于在制備芳族二羧酸的方法中加熱氣體流的設(shè)備，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述設(shè)備包括:
[0150]A)根據(jù)方案21-35中的任一項(xiàng)所述的用于生成水蒸氣的設(shè)備；以及
[0151]B)第一氣體熱交換器，所述第一氣體熱交換器配置為將熱從所述水蒸氣傳送至所述氣體流。
[0152]方案 37
[0153]根據(jù)方案36所述的設(shè)備，其中所述氣體流為加壓洗滌器排放氣體流。
[0154]方案 38
[0155]根據(jù)方案37所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:
[0156]C)第二氣體熱交換器，所述第二氣體熱交換器配置為將熱傳送至所述氣體流，并且所述第二氣體熱交換器相對(duì)于所述氣體流的流向布置在所述第一氣體熱交換器的上游。 [〇157]方案 39
[0158]根據(jù)方案38所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:
[0159]D)第三氣體熱交換器，所述第三氣體熱交換器配置為接收來(lái)自所述第一氣體熱交換器的所述加壓洗滌器排放氣體流；以及
[0160]E)催化燃燒器，所述催化燃燒器配置為接收來(lái)自所述第三氣體熱交換器的所述加壓洗滌器排放氣體流，其中所述第三氣體熱交換器還配置為接收催化燃燒器出口氣體流并將熱從所述催化燃燒器出口氣體流傳送至所述加壓洗滌器排放氣體流。
[0161]方案 40
[0162]根據(jù)方案21-39中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述芳族二羧酸為對(duì)苯二甲酸。
[0163]方案 41
[0164]—種用于制備芳族二羧酸的方法，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述制備芳族二羧酸的方法包括以下步驟:
[0165]i)將所述烴前體在有機(jī)溶劑中在金屬催化劑的存在下氧化以提供粗芳族二羧酸漿液；
[0166]其中所述方法還包括以下步驟:
[0167]ii)將所述粗芳族二羧酸漿液加熱以形成粗芳族二羧酸溶液；
[0168]iii)將所述粗芳族二羧酸溶液傳送至氫化反應(yīng)器；
[0169]iv)將純化的芳族二羧酸溶液從所述氫化反應(yīng)器傳送至一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器；和
[0170]V)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。
[0171]方案 42
[0172]根據(jù)方案41所述的方法，所述方法包括以下步驟:
[0173]將熱從所述水蒸氣傳送至第一氣體熱交換器中的氣體流。
[0174]此外，在一些實(shí)施方案中，本公開(kāi)還包括以下附加方案。
[0175]附加方案1
[0176]—種生成水蒸氣的設(shè)備，所述設(shè)備在用于制備芳族二羧酸的系統(tǒng)中使用，所述設(shè)備包括:
[0177]a)接收粗芳族二羧酸漿液的第一漿液熱交換器；
[0178]b)接收來(lái)自所述第一漿液熱交換器的粗芳族二羧酸溶液的氫化反應(yīng)器；
[0179]c)接收來(lái)自所述氫化反應(yīng)器的純化的芳族二羧酸溶液的一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器；以及
[0180]d)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水流以生成水蒸氣的水蒸氣生成器。
[0181]附加方案2
[0182]根據(jù)附加方案1所述的設(shè)備，其中所述第一漿液熱交換器連接至高壓水蒸氣源。
[0183]附加方案3
[0184]根據(jù)附加方案1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括
[0185]e)將熱從由所述高壓水蒸氣生成的高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液的第二漿液熱交換器，并且所述第二漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第一漿液熱交換器的上游。
[0186]附加方案4
[0187]根據(jù)附加方案1所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括
[0188]f)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液的第三漿液熱交換器，并且所述第三漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第二漿液熱交換器的上游。
[0189]附加方案5
[0190]根據(jù)附加方案4所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一系列的兩個(gè)以上的結(jié)晶器。
[0191]附加方案6
[0192]根據(jù)附加方案5所述的設(shè)備，其中所述第三漿液熱交換器連接至所述系列中的第一結(jié)晶器的排放口。
[0193]附加方案7
[0194]根據(jù)附加方案6所述的設(shè)備，其中所述水蒸氣生成器連接至所述系列中的第二結(jié)晶器的排放口或所述系列中的后續(xù)結(jié)晶器的排放口。
[0195]附加方案8
[0196]根據(jù)附加方案7所述的設(shè)備，其中水蒸氣生成器連接至所述系列中的第二結(jié)晶器的排放口。
[0197]附加方案9
[0198]根據(jù)附加方案8所述的設(shè)備，所述設(shè)備包括
[0199]g)將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液的第四漿液熱交換器，并且所述第四漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第三漿液熱交換器的上游。
[0200]附加方案10
[0201]—種加熱氣體流的設(shè)備，所述設(shè)備在用于制備芳族二羧酸的系統(tǒng)中使用，所述設(shè)備包括:
[0202]A)根據(jù)附加方案1-9中的任一項(xiàng)所述的用于生成水蒸氣的設(shè)備；以及
[0203]B)將熱從所述水蒸氣傳送至所述氣體流的第一氣體熱交換器。
[0204]附加方案11
[0205]根據(jù)附加方案10所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括
[0206]C)將熱傳送至所述氣體流的第二氣體熱交換器，并且所述第二氣體熱交換器相對(duì)于所述氣體流的流向布置在所述第一氣體熱交換器的上游。
[0207]附加方案12
[0208]根據(jù)附加方案11所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括處理所述氣體流的加壓洗滌器。
[0209]附加方案13
[0210]根據(jù)附加方案12所述的設(shè)備，其中所述加壓洗滌器連接至所述第二氣體熱交換器。
[0211]附加方案14
[0212]根據(jù)附加方案13所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括
[0213]D)接收來(lái)自所述第一氣體熱交換器的加壓洗滌器排放氣體流的第三氣體熱交換器；以及
[0214]E)接收來(lái)自所述第三氣體熱交換器的加壓洗滌器排放氣體流的催化燃燒器，
[0215]其中所述第三氣體熱交換器還接收催化燃燒器出口氣體流。
[0216]附加方案15
[0217]根據(jù)附加方案I所述的設(shè)備，其中所述水蒸氣生成器為管殼式熱交換器。
[0218]附加方案16
[0219]—種用于制備芳族二羧酸的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括根據(jù)附加方案I至15中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備。
[0220]附加方案17
[0221]—種用于制備芳族二羧酸的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
[0222]氧化段，
[0223]結(jié)晶段，所述結(jié)晶段包括一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器；
[0224]處理來(lái)自所述氧化段的排放氣體的蒸餾段；
[0225]冷凝段，所述冷凝段連接至所述蒸餾段；
[0226]在將來(lái)自冷凝段的塔頂氣體釋放至大氣環(huán)境之前對(duì)其進(jìn)行處理的加壓洗滌器；和
[0227]根據(jù)附加方案I至15中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于在制備芳族二羧酸的方法中生成水蒸氣的方法，所述制備芳族二羧酸的方 法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述生成水蒸氣的方法包括以下步驟:i)加熱粗芳族二羧酸漿液以形成粗芳族二羧酸溶液；ii)將所述粗芳族二羧酸溶液傳送至氫化反應(yīng)器；iii)將純化的芳族二羧酸溶液從所述氫化反應(yīng)器傳送至一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器；以及iv)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中 的水流以生成水蒸氣。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟iv)中生成的水蒸氣為中壓水蒸氣或中高壓水蒸氣。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在步驟iv)中生成的水蒸氣為中高壓水蒸氣。4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的方法，其中所述中高壓水蒸氣的壓力為約 10-50BarA、或約 12.5-40barA、或約 15-35BarA、或約 17.5-30barA、或約 20BarA。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟i)包括以下步驟:v)將熱從高壓水蒸氣傳送至第一漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述高壓水蒸氣的壓力為約50-150BarA、或約 75-125BarA、或約 lOOBarA。7.根據(jù)權(quán)利要求5或權(quán)利要求6所述的方法，其中高壓冷凝物在步驟v)中產(chǎn)生并且其 中步驟i)還包括以下步驟:vi)將熱從所述高壓冷凝物傳送至第二漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液，所 述第二漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置在所述第一漿液熱交換器 的上游。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第 二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向的所述第 二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C，而不直接將熱從高壓 水蒸氣或高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟i)還包括以下步驟:vii)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第三漿液熱交 換器中的所述粗芳族二羧酸漿液，所述第三漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的 流向布置在所述第二漿液熱交換器的上游。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟iii)包括將來(lái)自所述氫化反應(yīng)器的所述純 化的芳族二羧酸溶液傳送至一系列的兩個(gè)或更多個(gè)結(jié)晶器。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中步驟vii)包括將熱從來(lái)自所述系列中的第一結(jié) 晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述第三漿液熱交換器中的所述粗芳族二羧酸漿液。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中步驟iv)包括將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié) 晶器或所述系列中的后續(xù)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水蒸氣生成器中的水流以生 成水蒸氣。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中步驟iv)包括將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水蒸氣生成器中的水流以生成水蒸氣。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中步驟i)還包括以下步驟:viii)將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至第四漿液熱交換器 中的所述粗芳族二羧酸漿液，所述第四漿液熱交換器相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向 布置在所述第三漿液熱交換器的上游。16.—種用于在制備芳族二羧酸的方法中加熱氣體流的方法，所述制備芳族二羧酸的 方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述加熱氣體流的方法包括以下步驟:I)通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1-15中的任一項(xiàng)所述的方法生成水蒸氣；以及II)在第一氣體熱交換器中將熱從所述水蒸氣傳送至所述氣體流。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述氣體流為加壓洗滌器排放氣體流。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括以下步驟:III)將熱傳送至第二氣體熱交換器中的所述加壓洗滌器排放氣體流，所述第二氣體熱 交換器相對(duì)于所述加壓洗滌器排放氣體流的流向布置在所述第一氣體熱交換器的上游。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，所述方法還包括以下步驟:IV)將來(lái)自所述第一氣體熱交換器的所述加壓洗滌器排放氣體流傳送至第三氣體熱交 換器；V)將來(lái)自所述第三氣體熱交換器的所述加壓洗滌器排放氣體流傳送至催化燃燒器；以及VI)將催化燃燒器出口氣體流傳送至所述第三氣體熱交換器，使得將熱從所述催化燃 燒器出口氣體流傳送至所述加壓洗滌器排放氣體流。20.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述芳族二羧酸為對(duì)苯二甲酸。21.—種用于在制備芳族二羧酸的方法中生成水蒸氣的設(shè)備，所述制備芳族二羧酸的 方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述設(shè)備包括:a)第一漿液熱交換器，所述第一漿液熱交換器配置為接收粗芳族二羧酸漿液；b)氫化反應(yīng)器，所述氫化反應(yīng)器配置為接收來(lái)自所述第一漿液熱交換器的粗芳族二羧 酸溶液；c)一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器，所述一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器配置為接收來(lái)自所述氫化反應(yīng) 器的純化的芳族二羧酸溶液；以及d)水蒸氣生成器，所述水蒸氣生成器配置為將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器 的結(jié)晶器排放流傳送至水流以生成水蒸氣。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中由水蒸氣生成器d)生成的所述水蒸氣為中壓水蒸氣或中高壓水蒸氣。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中由水蒸氣生成器d)生成的所述水蒸氣為中高壓水蒸氣。24.根據(jù)權(quán)利要求22或權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中所述中高壓水蒸氣的壓力為約 10-50BarA、或約 12.5-40barA、或約 15-35BarA、或約 17.5-30barA、或約 20BarA。25.根據(jù)權(quán)利要求21-24中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述第一漿液熱交換器配置為 將熱從高壓水蒸氣傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述高壓水蒸氣的壓力為約50-150BarA、或約75-125BarA、或約 lOOBarA。27.根據(jù)權(quán)利要求25或權(quán)利要求26所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:e)第二漿液熱交換器，所述第二漿液熱交換器配置為將熱從由所述高壓水蒸氣生成的 高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液，并且相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液的流向布置 在所述第一漿液熱交換器的上游。28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿 液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備配置為在相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿 液的流向的所述第二漿液熱交換器的上游，將所述粗芳族二羧酸漿液加熱至至少250°C，而 不直接將熱從高壓水蒸氣或高壓冷凝物傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。30.根據(jù)權(quán)利要求27-29中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:f)第三漿液熱交換器，所述第三漿液熱交換器配置為將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多 個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液，并且其相對(duì)于所述粗芳族二羧酸 漿液的流向布置在所述第二漿液熱交換器的上游。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一系列的兩個(gè)以上的結(jié)晶器。32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述第三漿液熱交換器配置為將熱從來(lái)自所述 系列中的第一結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液。33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述水蒸氣生成器配置為將熱從來(lái)自所述系列 中的第二結(jié)晶器或所述系列中的后續(xù)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水流以生成水蒸 氣。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中所述水蒸氣生成器配置為將熱從來(lái)自所述系列 中的第二結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述水流以生成水蒸氣。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:g)第四漿液熱交換器，所述第四漿液熱交換器配置為將熱從來(lái)自所述系列中的第二結(jié) 晶器的結(jié)晶器排放流傳送至所述粗芳族二羧酸漿液，并且其相對(duì)于所述粗芳族二羧酸漿液 的流向布置在所述第三漿液熱交換器的上游。36.—種用于在制備芳族二羧酸的方法中加熱氣體流的設(shè)備，所述制備芳族二羧酸的 方法包括烴前體在有機(jī)溶劑中的催化氧化，所述設(shè)備包括:A)根據(jù)權(quán)利要求21-35中的任一項(xiàng)所述的用于生成水蒸氣的設(shè)備；以及B)第一氣體熱交換器，所述第一氣體熱交換器配置為將熱從所述水蒸氣傳送至所述氣 體流。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中所述氣體流為加壓洗滌器排放氣體流。38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:C)第二氣體熱交換器，所述第二氣體熱交換器配置為將熱傳送至所述氣體流，并且所 述第二氣體熱交換器相對(duì)于所述氣體流的流向布置在所述第一氣體熱交換器的上游。39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，所述設(shè)備還包括:D)第三氣體熱交換器，所述第三氣體熱交換器配置為接收來(lái)自所述第一氣體熱交換器 的所述加壓洗滌器排放氣體流；以及E)催化燃燒器，所述催化燃燒器配置為接收來(lái)自所述第三氣體熱交換器的所述加壓洗滌器排放氣體流，其中所述第三氣體熱交換器還配置為接收催化燃燒器出口氣體流并將熱從所述催化 燃燒器出口氣體流傳送至所述加壓洗滌器排放氣體流。40.根據(jù)權(quán)利要求21-39中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述芳族二羧酸為對(duì)苯二甲酸。41.一種用于制備芳族二羧酸的方法，所述制備芳族二羧酸的方法包括烴前體在有機(jī) 溶劑中的催化氧化，所述制備芳族二羧酸的方法包括以下步驟:i)將所述烴前體在有機(jī)溶劑中在金屬催化劑的存在下氧化以提供粗芳族二羧酸漿 液；其中所述方法還包括以下步驟:ii)將所述粗芳族二羧酸漿液加熱以形成粗芳族二羧酸溶液；iii)將所述粗芳族二羧酸溶液傳送至氫化反應(yīng)器；iv)將純化的芳族二羧酸溶液從所述氫化反應(yīng)器傳送至一系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器； 和v)將熱從來(lái)自所述系列的一個(gè)或多個(gè)結(jié)晶器的結(jié)晶器排放流傳送至水蒸氣生成器中 的水流以生成水蒸氣。42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，所述方法包括以下步驟:將熱從所述水蒸氣傳送至第一氣體熱交換器中的氣體流。
【文檔編號(hào)】C07C51/265GK105985237SQ201510079766
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日
【發(fā)明人】安東尼·彼得·約翰·林巴赫, 阿希里史·錢德拉, 劉易斯·羅伯特·馬瑟斯, 阿努伊·古普塔
【申請(qǐng)人】因溫斯特技術(shù)公司