[发明专利]氧化反应排放气的处理和能量回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及对芳香族二羧酸制造时产生的大量反应排放气进行处理，并对 该排放气附带的有效成分及能量进行回收的技术和系统。具体来说，涉及除去、 回收该羧酸制造过程中产生的排放气里的含有成分后，将压力作为动力能量回 收的排放气处理系统技术。也是能够对排出的低压排放气进行利用的资源节省 技术。

背景技术

随着芳香族二羧酸用途的增长，以对二甲苯等二烷基芳香族烃为原料，用 醋酸作为溶剂并在由钴、锰及溴组成的催化剂的存在下，利用高压分子态氧气 进行液相氧化来制造芳香族二羧酸的方法在工业上得到了大规模实施。

在该制造方法中，为了将产生的大量氧化反应的反应热除去，由氧化反应 器排出的完成了氧化反应的氧含量低的反应排放气，与溶剂醋酸及反应生成水 的蒸汽一起从该反应器排出。为此通过热交换器对含有该蒸汽的气体冷却、除 热，使附带的可冷凝成分冷凝，并将冷凝液分离，然后从反应体系中排出反应 排放气。还有，在该氧化反应中，上述用热交换器冷却、除热时伴随着蒸汽的 产生(约5Kg/cm²G蒸汽)，以及伴随着冷凝、分离的冷凝液回流到氧化反应 器中，使氧化反应冷却和溶剂量的维持操作。

而且，由于该排出的反应排放气中含有在冷凝液分离温度(约50℃)下 与醋酸及水等冷凝液达到平衡的饱和蒸汽，因此在工业上使之通过进行水洗、 吸收的高压吸收塔，减少醋酸等所含的有机成分，然后从该制造装置中排放出 来(参见专利文献1：日本特公昭39-8818号)。

由于其后的环境问题及节省资源的需求增大，关于对拥有该排放气的资源 进行处理、回收的方法，已提出了如下所述的各种方案。

首先，专利文献2(日本特开平2-32040号)、专利文献3(日本特开平 4-74153号)中提出了目的在于吸附除去排放气中含有的有机物，再脱附回收 的方案，但是据说存在着以下等问题，即，所含成分中的水分对吸附能力造成 不良影响，以及吸附后的成分难以脱离。

另一方面，专利文献4(日本特开平8-268953号)中也提出了使该排放气 与催化剂接触进行氧化处理，使所含成分无害化的方法。

另外，由于该排放气是在基本保持为氧化反应压力的状态下排放，因此， 还提出了使该排放气在有压力的状态下在催化剂存在下接触氧化(燃烧，300 ℃以上)或在无催化剂情况下直接燃烧(800℃以上)，形成高温，然后通入膨 胀涡轮机，将排放气所具有的压力转换为动力能量进行回收的方法(参见专利 文献5：日本特开昭55-99517号、专利文献6：日本特开昭56-72221号、专 利文献7：日本特开平8-155265号)。

但是，在该方法中，由于该排放气中含有氧化反应副产物之一的溴代甲烷 等，因此，通过燃烧转换为腐蚀性的溴化合物(Br₂或HBr)，使得将燃烧处理 气导入膨胀涡轮机时需要防腐蚀措施。专利文献8：日本特开昭60-219421号 中提出了利用水溶液使燃烧处理气通过吸收塔，从而除去腐蚀性成分，然后导 入膨胀涡轮机的方法。另外，专利文献9：日本特开2000-189753号、专利文 献10：日本特表2001-525576号还提出了按照使涡轮机内通气时的温度、压力 不在露点以下(不结露)的设定条件来回收能量的方法。

对于象以上这样对从芳香族二羧酸制造装置中排出的反应排放气的含有 成分进行吸附回收，在吸脱附方面存在问题，对其改进需要特殊的吸附及吸附 技术，另外，对于将保持压力转换为动力能量，需要高压燃烧设备及用于解决 腐蚀问题的高温化设备。

专利文献1：日本特公昭39-8818号公报

专利文献2：日本特开平2-32040号公报

专利文献3：日本特开平4-74153号公报

专利文献4：日本特开平8-268953号公报

专利文献5：日本特开昭55-99517号公报

专利文献6：日本特开昭56-72221号公报

专利文献7：日本特开平8-155265号公报

专利文献8：日本特开昭60-219421号公报

专利文献9：日本特开2000-189753号公报

专利文献10：日本特表2001-525576号公报

专利文献11：日本特开昭53-84933号公报

专利文献12：日本特开昭54-100310号公报