[发明专利]一种节能降耗型的精对苯二甲酸生产方法

说明书

本发明公开一种节能降耗型的精对苯二甲酸生产方法，包括如下步骤：1）氧化反应器排出的气相物料经能量回收单元后，冷凝液通过PX萃取回收苯羧酸和醋酸甲酯等有机物；2）萃取塔塔釜排出的水相送入汽提塔去除轻组分；3）汽提塔的塔釜采出水用于精制纯化工段的TA打浆和过滤洗涤，4）精制纯化工段排出的水一部分回萃取塔，一部分返回氧化反应器顶上的蒸馏塔。本发明将萃取和汽提技术相结合，降低了洗涤水中轻组分含量，提高了PTA产品的品质。汽提塔的塔釜高温采出水直接用于精制打浆罐的打浆水，显著提高了精制打浆罐的配料温度，进一步降低了精制预热器的高压蒸汽消耗。

技术领域

本发明属于化学品制备合成领域，具体涉及一种节能降耗型的精对苯二甲酸的合成新工艺。

背景技术

精对苯二甲酸（PTA）是一种重要的大宗有机原料，广泛用于生产聚酯纤维和非纤聚合物。以醋酸为溶剂，以空气为氧化剂，在Co/Mn作为催化剂、Br作为促进剂的催化作用下，对二甲苯（PX）经过一系列自由基反应后得到粗对苯二甲酸（CTA）。PX在氧化过程中会产生一系列中间产物，例如苯甲酸（BA）、对甲基苯甲酸（PT酸）、对羧基苯甲醛（4-CBA）等。其中最关键是4-CBA，因为它会影响聚酯的熔点和色泽。然而4-CBA在水中的溶解度与TA相近，难以从CTA中完全脱除。因此需要将CTA重新打浆再经过加氢，使4-CBA还原成PT酸，然后再通过结晶、过滤、干燥得到精对苯二甲酸（PTA）（4-CBA含量小于25 ppm，达到聚酯合成的进料标准）。所以，PTA生产一般包括氧化工段和精制纯化工段。

精制纯化阶段需要大量的水进行CTA的打浆和重结晶，耗水量大。另外精制纯化过程得到PT酸是PX氧化过程的中间产物，PT酸继续氧化可变成TA。为了降低用水量和物耗，专利ZL99109477.8和ZL201510079075.8分别公开了采用氧化工段生成的水作为CTA精制纯化阶段的打浆水或洗涤水，并用PX萃取的方法回收精制纯化阶段产生的PT酸。具体的工艺过程是将PX氧化反应器内的高温高压蒸汽（主要是水、醋酸溶剂和不凝气）先后经过两个蒸馏塔以回收醋酸溶剂，第二蒸馏塔塔顶出来的蒸汽（主要是水和不凝气）送入由多个冷凝器构成的能量回收单元，能量回收单元出来高温冷凝水送至后续精制纯化工段使用。精制纯化阶段产生的精制废水经过PX萃取后，PT酸和萃取剂PX直接返回氧化反应器，而萃取后的水相送至第二蒸馏塔，实现水的闭环使用。与传统的PTA生产工艺相比，上述两专利技术具有一定的技术优势，但仍存在一些问题。第一，精制母液中固体含量较高，在工艺波动（如温度波动）时容易造成萃取塔的堵塞，不利于装置长期稳定运行。第二，未将氧化气相能量回收单元前冷凝器凝液和后冷凝器凝液分开汽提，导致能量利用率较低。第三，氧化回收的废水温度低，回收的废水用于精制打浆罐的浆料打浆和精制压力过滤机的滤饼洗涤，导致精制浆料温度偏低，不仅会增加浆料预热器额外的高压蒸汽消耗，而且还不利于滤饼中的杂质去除。专利CN 105873889 A公开了一种使用脱水塔冷凝物来纯化粗产物而制备对苯二甲酸的方法，该专利技术从第二蒸馏塔侧采出含微量有机物的水（PT酸＜150ppm、甲醇小于0.05%、乙酸甲酯＜0.05%），然后这股水物料用于后续精制使用。因为该股水物料对有机物含量要求比较高，所以第二蒸馏塔的侧采出的水量要少于反应器顶上蒸馏塔直接排出冷凝液，也就是水的回收利用率不高。众所周知，该专利PTA氧化反应器顶上蒸馏塔出来的凝液中PT酸含量较高，直接将这股蒸汽凝液作为精制纯化阶段的打浆和过滤洗涤水，对PTA产品的品质会有不利影响，造成PT酸超标。精制结晶器气相凝液中的PT酸含量也较高，直接循环利用对PTA产品的品质也同样产生不利影响。为了提高水的回收利用，必须开发新的工艺流程。

发明内容