在制造纯化的芳族羧酸中的高压冷凝液生成的制作方法
【专利摘要】本发明涉及制造纯化的芳族羧酸的方法，所述方法包括：从供应给锅炉的锅炉给水产生高压蒸汽；利用所述高压蒸汽加热粗芳族羧酸，由此所述高压蒸汽冷凝形成高压冷凝液；和纯化所述粗芳族羧酸以形成纯化的芳族羧酸。所述锅炉给水包括所述高压冷凝液的至少一部分和来自至少一个其他来源的补充锅炉给水。
【专利说明】
在制造纯化的芳族羧酸中的高压冷凝液生成
[0001 ] 相关申请的交互参考
[0002] 本申请要求2013年12月31日提交的美国临时申请No. 61 /922，234的优先权权益。
技术领域
[0003] 本教导内容涉及纯化的芳族羧酸的制造方法，并特别是，在纯化之前利用高压蒸 汽预热粗芳族羧酸的方法。
【背景技术】
[0004] 对苯二甲酸(TA)和其他芳族羧酸可以用于制造聚酯（例如，借助它们与乙二醇和/ 或更高级烷撑二醇的反应）。聚酯又可以用来制作纤维、膜、容器、瓶子、其他包装材料、模制 品等。
[0005] 在商业实践中，芳族羧酸通过甲基取代苯和萘原料在水性乙酸溶剂中进行液相氧 化而制造。所述甲基取代基的位置对应于芳族羧酸产物中羧基的位置。空气或其他氧源(例 如，通常为气态)在例如溴助催的含钴和锰的催化剂存在下用作氧化剂。所述氧化是放热的 并且产生与副产物一起的芳族羧酸，所述副产物包括所述芳族原料的部分或中间氧化产 物、和乙酸反应产物(例如甲醇、乙酸甲酯和甲基溴）。水也作为副产物产生。
[0006] 对于制造要用于重要的应用（例如纤维和瓶子）的聚酯而言，纯形式的芳族羧酸往 往是理想的。所述酸中的杂质（例如从芳族原料的氧化产生的副产物以及一般而言的各种 羰基取代的芳族物质)被认为引起或涉及由所述酸制造的聚酯中颜色形成并进而导致在聚 酯转化的产品中的变色。通过在一种或多种逐渐降低的温度和氧水平下进一步氧化来自如 上所述的液相氧化的粗产物，可以制造杂质水平减少的芳族羧酸。另外，在结晶和转化成目 标酸产物期间，可以回收部分氧化产物。
[0007] 杂质量减少的纯形式的对苯二甲酸和其他芳族羧酸一例如，纯化的对苯二甲酸 (PTA)-通过在溶液中在升高的温度和压力下利用贵金属催化剂催化氢化较不纯形式的所 述酸或所谓的中等纯度产物来制造。较不纯形式的所述酸可以包括含有来自所述芳族原料 液相氧化的芳族羧酸和副产物的粗产物。在商业实践中，烷基芳族进料液相氧化成粗芳族 羧酸、以及所述粗产物的纯化经常在连续的一体化方法中进行，其中来自液相氧化的粗产 物用作纯化的起始材料。
[0008] 粗芳族羧酸的纯化已通过氢化实现。粗芳族羧酸在进给到氢化反应器之前通常被 预热，其典型在约260°C至约290°C的温度下运行。其中实现这样的预热的一种方式是通过 用高压蒸汽间接热交换。所述高压蒸汽在热交换期间冷凝，所产生的冷凝液然后降压，形成 可以用于其他方法步骤的低压冷凝液和低压蒸汽。所述压力降低允许通过将所述通过减压 产生的低压蒸汽进给到凝汽式涡轮机或其他功率回收装置来回收大量的功率。
[0009] 尽管有这种能量产生，但与产生所述高压蒸汽相关的燃料成本成为制造所述纯化 的芳族羧酸的方法的总可变成本的原因之一。一直希望通过更有效的能量管理策略来减少 这样的可变成本。
【发明内容】
[0010] 本发明的范围只由权利要求限定，并且不以任何程度受在本概要内陈述的影响。
[0011] 作为介绍，根据本教导内容的纯化芳族羧酸制造方法包括:从供应给锅炉的锅炉 给水产生高压蒸汽;利用所述高压蒸汽加热含有粗芳族羧酸的浆液，由此所述高压蒸汽冷 凝形成高压冷凝液;和纯化所述粗芳族羧酸的溶液以形成纯化的芳族羧酸。所述锅炉给水 包含所述高压冷凝液的至少一部分。
[0012] 鉴于后面的描述，本发明的其他方面将是显而易见的。
【附图说明】
[0013] 图1显示了根据本发明的一种实施方式，制造纯化形式的芳族羧酸的方法流程图。
[0014] 图2显示了根据本发明的第二种实施方式，制造纯化形式的芳族羧酸的方法流程 图。
【具体实施方式】
[0015] 作为一般介绍，本发明涉及在纯化之前中在粗芳族羧酸的预热中利用有效热交换 构造的制造纯化的芳族羧酸的方法。在纯化粗芳族羧酸之前，利用高压蒸汽在预热区内加 热所述粗芳族羧酸。在所述预热区中由所述高压蒸汽冷凝产生的高压冷凝液的至少一部分 可以再循环，以提供产生所述高压蒸汽的锅炉给水的至少一部分。所述方法避免了降低所 述高压冷凝液的压力，导致与现有技术系统相比的燃料节约和总能量成本减少。所述方法 还避免了在某些现有技术系统中需要的用于在各种较低压蒸汽水平下产生蒸汽的冷凝液 闪蒸鼓的资本支出。
[0016] 根据本教导内容的制造纯化芳族羧酸的第一种方法包括:从供应给锅炉的锅炉给 水产生高压蒸汽;利用所述高压蒸汽加热含有粗芳族羧酸的浆液，由此所述高压蒸汽冷凝 形成高压冷凝液;和纯化所述粗芳族羧酸的溶液以形成纯化的芳族羧酸。所述锅炉给水包 含所述高压冷凝液的至少一部分。
[0017] 在一些实施方式中，所述锅炉给水还包括来自其他来源的补充锅炉给水，例如已 经利用低压蒸汽除气的水。在一些实施方式中，所述高压冷凝液和所述补充锅炉给水在所 述锅炉给水输送到所述锅炉之前合并。在其他实施方式中，所述高压冷凝液和所述补充锅 炉给水在所述锅炉中、例如在所述锅炉的蒸汽鼓中原地合并。在一些实施方式中，在它们合 并之前，所述补充锅炉给水比所述高压冷凝液的温度低。在一些实施方式中，所述高压冷凝 液具有约250°C和约305°C之间的温度，其在约80bar(g)和约120bar(g)之间的压力下被输 送到所述锅炉。在一些实施方式中，所述补充锅炉给水具有约l〇〇°C和约150°C之间的温度， 其在约80bar (g)和约120bar (g)之间的压力下被输送到所述锅炉。
[0018] 在一些实施方式中，所述锅炉包含气/气空气预热器，并且所述高压冷凝液和所述 补充锅炉给水在所述锅炉给水输送到所述锅炉的蒸汽鼓之前合并。在其他实施方式中，所 述锅炉包含节热器，所述高压冷凝液的部分被输送到所述锅炉的蒸汽鼓，而补充锅炉给水 在进入蒸汽鼓之前被输送给所述节热器。
[0019] 在一些实施方式中，根据本教导内容制造纯化的芳族羧酸的方法还包括下列的一 项或多项：（a)所述高压冷凝液的第二部分传输到结晶区用作结晶器冲洗液；（b)将来自与 所述锅炉流体连通的锅炉烟囱的烟气传输经过一个或多个气/气空气预热器例如聚合LUVO 气/气空气预热器;和/或(c)将来自与所述锅炉流体连通的锅炉烟囱的烟气依次输送过下 游碳钢气/气空气预热器和更下游的聚合LUVO气/气空气预热器。在一些实施方式中，进入 所述碳钢气/气空气预热器的所述烟气的温度是至少约175°C，并且离开所述聚合LUVO气/ 气空气预热器的所述烟气的温度低于约ll〇°C。
[0020] 在一些实施方式中，被再循环到所述锅炉给水的所述高压冷凝液的部分占由所述 高压蒸汽形成的高压冷凝液的约65%和约97%之间。在一些实施方式中，占所述高压冷凝 液的约3%和约35%之间的第二部分所述高压冷凝液被传输到其他方法步骤，例如传输到 结晶区。
[0021] 根据本教导内容的制造纯化芳族羧酸的第二种方法包括:将反应区内的被取代的 芳烃氧化以形成粗芳族羧酸;从供应的锅炉给水产生高压蒸汽;和利用至少一部分所述高 压蒸汽在加热区内加热所述粗芳族羧酸，由此所述高压蒸汽冷凝形成高压冷凝液。所述锅 炉给水包含所述高压冷凝液的至少一部分，并且在一些实施方式中，补充锅炉给水来自至 少一个其他来源。在一些实施方式中，被再循环到所述锅炉的所述高压冷凝液的部分占由 所述高压蒸汽形成的高压冷凝液的约65%和约97%之间。
[0022] 根据本教导内容的制造纯化芳族羧酸的第三种方法包括:将在反应区内的被取代 的芳烃氧化以形成粗芳族羧酸;从供应给锅炉的锅炉给水产生高压蒸汽;利用至少一部分 所述高压蒸汽在加热区内加热所述粗芳族羧酸，由此所述高压蒸汽冷凝形成高压冷凝液； 和将来自与所述锅炉流体连通的锅炉烟囱的烟气传输经过一个或多个下游气/气空气预热 器。合适的预热器包括碳钢气/气空气预热器、耐腐蚀的聚合物luftvorwjirmer(LUVO)气/气 空气预热器、及其组合。所述锅炉给水包含所述高压冷凝液的至少一部分，并且在一些实施 方式中，还包含来自至少一个其他来源的补充锅炉给水。
[0023] 现在将参考附图来描述根据本教导内容的上述制造纯化形式芳族羧酸的方法的 其他特征。
[0024] 从被取代的芳烃制造纯化芳族羧酸的方法，以及回收能量和纯化废物流的辅助方 法，在本领域中通常是已知的并在例如美国专利Nos.5,723,656、6，137,001、7,935,844、7， 935,845和8,173,834中更充分地描述。图1显示了根据本发明制造纯化形式的芳族羧酸的 简化方法流程图。在图1中表现的方法中使用的液态和气态流可以通过由例如适合于方法 应用和安全性的材料构造的合适的传输管线、管道和管子引导和传输。应理解，具体的元件 可以是实体上并置的，并且在适当的情况下可以具有柔性区域、刚性区域或二者的组合。在 流或化合物引导中，可以包括介入的设备和/或任选的处理。例如，可以存在栗、阀、歧管、气 体和液体流量计和分配器、取样和传感装置、以及其他设备(例如，用于监测、控制、调节和/ 或转向压力、流量和其他操作参数）。
[0025] 在代表性实施方式、例如可以如图1中所示实行的实施方式中，包含例如至少约99 重量％的被取代的芳烃进料、单羧酸溶剂、氧化催化剂、助催化剂和空气的液体进料通过入 口、例如入口 112连续负载到氧化反应容器110中。在一些实施方式中，容器110是压力额定 的连续搅拌釜式反应器。
[0026]在一些实施方式中，搅拌可以通过搅拌器120的旋转提供，所述搅拌器的轴由外部 电源(未显示)驱动。安装在所述轴上并位于所述液体内的叶轮被构造成提供混合液体和在 所述液体内分散气体的力，从而避免在所述液体的下部区域中发生固体沉降。
[0027] 合适的用于氧化的芳族进料通常包含在一个或多个位置、通常对应于要制备的芳 族羧酸的羧酸基团的位置被至少一个可氧化成羧酸基团的基团取代的芳烃。所述可氧化的 取代基可以是烷基，例如甲基、乙基或异丙基，或者是已经含有氧的基团，例如羟烷基、甲酰 基或酮基基团。所述取代基可以是相同或不同的。原料化合物的芳族部分可以是苯核，或者 它可以是双环或多环，例如萘核。可以单独或组合使用的有用的进给化合物的实例包括，甲 苯、乙苯和其他烷基取代苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、甲苯甲醛、甲苯甲酸、烷基苯甲 醇、1-甲酰基-4-甲基苯、1-羟甲基-4-甲基苯、甲基苯乙酮、1，2,4_三甲基苯、1-甲酰基-2， 4-二甲基苯、1，2,4,5_四甲基苯、被烷基-、甲酰基-、酰基-和羟甲基-取代的萘例如2,6_二 甲基萘、2,6_二乙基萘、2，7_二甲基萘、2，7_二乙基萘、2-甲酰基-6-甲基萘、2-乙酰酰基-6- 甲基萘、2-甲基-6-乙基萘，以及前述化合物的部分氧化衍生物。
[0028] 对于通过氧化相应的被取代芳烃前体来制造芳族羧酸、例如从单取代苯制造苯甲 酸、从对二取代苯制造对苯二甲酸、从邻二取代苯制造邻苯二甲酸和分别从2，6-和2，7-二 取代萘制造2，6或2，7-萘二羧酸而言，优选使用比较纯的进料，并更优选其中所述对应于目 标酸的前体的含量是至少约95重量％，并更优选至少98重量％或甚至更高的进料。在一种 实施方式中，用于制造对苯二甲酸的所述芳烃进料包含对二甲苯。
[0029] 用于所述芳族进料在所述液相氧化步骤中液相反应成芳族羧酸产物的溶剂包含 低分子量单羧酸，其优选是&-C8单羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸并且苯甲酸。
[0030] 用于所述液体氧化的催化剂包含有效催化所述芳族进料氧化成芳族羧酸的材料。 优选的催化剂在所述用于氧化的液相反应混合物中是可溶的，因为可溶性催化剂促进催化 剂、氧气和液体进料之间的接触;然而，也可以使用多相催化剂或催化剂组分。典型地，所述 催化剂包含至少一种重金属组分。合适的重金属的实例包括钴、锰、钒、钼;铬、铁、镍、锆、 铈、或镧系元素金属例如铪。这些金属的适当的形式包括，例如，乙酸盐、氢氧化物和碳酸 盐。优选的催化剂包含钴、锰、其组合以及与一种或多种其他金属并特别是铪、铈和锆的组 合。
[0031] 在优选实施方式中，液相氧化的催化剂组合物也包含助催化剂，其促进所述催化 剂金属的氧化活性，优选不产生不想要的副产物类型或水平。在所述用于氧化的液态反应 混合物中可溶的助催化剂优选促进催化剂、助催化剂和反应物之间的接触。卤素化合物普 遍用作助催化剂，例如卤化氢、卤化钠、卤化钾、卤化铵、卤素取代的烃、卤素取代的羧酸、和 其他卤代化合物。优选的助催化剂包含至少一种溴源。合适的溴源包括溴蒽、Br2、HBr、 NaBr、KBr、NH4Br、苄基溴、溴乙酸、二溴乙酸、四溴乙烷、二溴乙烷、溴乙酰溴及其组合。其他 合适的助催化剂包括醛和酮例如乙醛和甲基乙基酮。
[0032] 所述氧化步骤的液相反应的反应物还包括包含分子氧的气体。空气被方便地用作 氧气源。富氧空气、纯氧和包含通常至少约10体积％水平的分子氧的其他气态混合物也是 可用的。
[0033] 所述被取代的芳烃在反应器110中氧化，形成粗芳族羧酸和副产物。在一种实施方 式中，例如，对二甲苯被转化成对苯二甲酸和除对苯二甲酸之外可以形成的副产物，所述副 产物包括部分和中间氧化产物(例如，4-羧基苯甲醛、1，4-羟甲基苯甲酸、对甲苯酸、苯甲酸 等，及其组合）。因为所述氧化反应是放热的，由所述反应产生的热可以引起所述液相反应 混合物沸腾并形成塔顶蒸气相，后者包含来自所述氧化反应的汽化乙酸、水蒸气和气态副 产物、来自负载给所述反应的空气的氧化碳、氮气、以及未反应的氧气等。
[0034] 所述塔顶蒸气从反应器110通过排气口 116除去并在流111中送往分离区，分离区 在所显示的实施方式中是高压蒸馏塔330。所述分离区被构造成将水与所述溶剂单羧酸分 离并将富溶剂液相经由管线331返回到所述反应器。富水气相经由管线334从所述分离区除 去并进一步加工，例如，通过由膨胀器回收能量、通过冷凝来自所述气体流的水以用作所述 塔的回流或用于纯化区或所述方法的其他部分、和通过废气处理。回流(未显示）返回到塔 330。对于塔330的塔顶气体流的进一步加工和回流选项的实例在美国专利Nos. 5,723,656、 6，137，001、7，935，844、7，935，845和8，173，834中更充分地描述。包含在所述液相反应混合 物中浆化的固体粗芳族羧酸产物的液态流出物通过浆液出口 114从反应容器110除去，并在 流115中引导到结晶区以供回收固体产物。
[0035] 在图1中示出的本发明实施方式中，所述结晶区包括多个串联和流动连通的搅拌 结晶容器152和156，以将产物浆液从容器152传输到容器156。在所述结晶容器中冷却是通 过放压实现的，在容器152中冷却的所述浆液达到约150-190 °C范围内的温度，然后在容器 156中进一步达到约110-150 °C。一个或多个所述结晶容器分别排放由压力降低产生的蒸气 和从所述闪蒸气产生的水蒸气，如在154和158处，以迀移到热交换机构(未显不）。从一个或 多个上游结晶容器例如容器152迀移到热交换机构的蒸气优选被冷凝，并且包含水、乙酸溶 剂以及所述氧化的可溶性产物和副产物的冷凝液可以引导到一个或多个下游结晶容器，如 156处，以允许回收进入来自一个或多个上游容器的闪蒸气并从所述闪蒸气冷凝的可结晶 组分，例如粗芳族羧酸和氧化副产物。
[0036] 结晶容器156与固液分离装置190流体连通，所述固液分离装置适合于从所述结晶 容器接收固体产物浆液，所述固体产物浆液在来自所述氧化的含有单羧酸溶剂和水的母液 中包含所述粗芳族羧酸和氧化副产物，并将包含对苯二甲酸和副产物的粗固体产物与所述 液体分离。分离装置190是离心机、旋转真空过滤器或压滤器。在本发明的优选实施方式中， 所述分离装置是适合于用含水洗涤液在压力下正排代滤饼中的母液来进行溶剂交换的压 滤器。从所述分离产生的氧化母液在流191中离开分离装置190,传输到母液鼓192。所述母 液的大部分从鼓192传输到氧化反应器110,以将溶解在或作为微细固体粒子存在于所述母 液中的乙酸、水、催化剂和氧化反应副产物返回到所述液相氧化反应。粗固体产物和包含所 述原料的氧化副产物的杂质在有或没有中间干燥和储存的情况下在流197中从分离装置 190传送到纯化溶液补充容器202。所述粗固体产物在补充容器202中在纯化反应溶剂中浆 化，所述纯化反应溶剂的全部或至少一部分、并优选约60重量％至约100重量％由从反应器 110迀移到塔330的蒸气相中的水和乙酸分离而来的第二液相和所述氧化的副产物构成。如 果使用的话，补充溶剂，例如新鲜的去矿质水或合适的再循环流，例如在如下所述的纯化对 苯二甲酸产物的结晶中由压力降低产生的蒸气冷凝的液体，可以从容器204引导到补充罐 202。所述补充罐中的浆液温度优选是约80至约100°C。
[0037] 粗芳族羧酸产物通过在补充罐202中加热、例如被加热到约260至约290°C和通过 在它被传输到纯化反应器210时经过包含一个或多个热交换器的加热区而溶解，形成纯化 反应溶液。在反应器210中，所述纯化反应溶液在氢化催化剂存在下在优选从约85至约 95bar(g)的压力下与氢气接触。
[0038] 适合用于纯化氢化反应中的催化剂包含对于不纯芳族羧酸产物中杂质的氢化具 有催化活性的一种或多种金属，所述杂质例如氧化中间体和副产物和/或芳族羰基物质。所 述催化剂金属优选负载或担载不溶于水并且在纯化方法条件下不与芳族羧酸起反应的载 体材料上。合适的催化剂金属是元素周期表(IUPAC版本)的VIII族金属，包括钯、铂、铑、锇、 钌、铱及其组合。钯或包括钯的这类金属的组合是最优选的。具有数百或数千m2/g表面积的 表面积以及足够的强度和耐磨耗性以在操作条件下延长使用的碳和炭是优选的载体。金属 负载量不是关键的，但是基于所述载体和催化剂金属的总重量，实际优选的负载量是约0.1 重量％至约5重量％。用于转化在不纯芳族羧酸产物中存在的杂质的优选催化剂含有约0.1 至约3重量％并更优选约0.2至约1重量％的氢化金属。在一种【具体实施方式】中，所述金属包 含钯。
[0039] 所述纯化液态反应混合物的一部分在流211中连续地从氢化反应器210迀移到结 晶容器220,在其中纯化的芳族羧酸产物和水平降低的杂质通过对所述液体减压而从所述 反应混合物结晶。所产生的在容器220中形成的纯化芳族羧酸和液体的浆液在流管线221中 被引导到固液分离设备230。在所述结晶中由压力降低而产生的蒸气可以通过通往热交换 器(未显示)进行冷却来冷凝，并且所产生的冷凝液通过合适的传输管线(未显示)再引导到 所述过程，例如作为再循环去往纯化进料补充罐202。纯化的芳族羧酸产物在流231中离开 固液分离装置230。所述固液分离装置可以是离心机、旋转真空过滤器、压滤器或其一种或 多种的组合。
[0040] 在固液分离器230中从中分离固体纯化芳族羧酸产物的纯化母液包含水、少量的 溶解和悬浮的芳族羧酸产物和溶解或悬浮在所述母液中的包括氢化的氧化副产物的杂质。 纯化母液在流233中被引导，可以送往废水处理设施或者可以作为所述塔330的回流使用， 如例如在美国专利Nos .5,723，656、6,137,001、7,935，844、7,935,845和8,173,834中更充 分地描述。
[0041] 如上所述，粗芳族羧酸产物在具有热交换器206的加热区内加热。本领域技术人员 领会，虽然显示了一个热交换器，但所述加热区可以包括多个热交换器，包括热交换器206 上游的预热器。在一种实施方式中，所述热交换器是管壳式热交换器，其中所述粗芳族羧酸 通过用由管线402供应的高压蒸汽间接接触加热进行加热。
[0042]高压蒸汽402是由锅炉404产生的。在一种实施方式中，锅炉404是标准D型 Nebraska锅炉，可得自内布拉斯加州林肯市的Cleaver-Brooks。锅炉404包括由许多上升管 和下降管410连接的蒸汽鼓406和泥鼓408。锅炉给水通过管线412被引入蒸汽鼓406。所述锅 炉给水作为压力稍超过蒸汽鼓406的压力和温度相对于所述输送压力过冷的液体输送。与 蒸汽鼓406中的所述两液体-蒸气水混合物相比，进入蒸汽鼓406的锅炉给水的密度更高。这 种密度梯度从而促进所述进入的高密度液体流向下通过下降管410并进到下部泥鼓408中 时的热虹吸效应，所述热虹吸效应又迫使密度较低的两相水混合物在上升管410中从泥鼓 408往上流入蒸汽鼓406中。高压蒸汽通过管线402从蒸汽鼓406除去。包含带有杂质的水的 底排污通过管线414以进入所述蒸汽鼓的锅炉给水412的约1%至3%的速率从泥鼓408除 去，以避免腐蚀性物质蓄积。燃料，例如天然气，通过管线416注入，并且氧源，例如空气，通 过管线418引入，以提供锅炉404的燃烧热源(未显示）。
[0043] 锅炉给水412包括通过所述高压蒸汽402在热交换器206的壳程中冷凝形成的高压 冷凝液420的至少一部分。在一种实施方式中，离开热交换器206的高压冷凝液419被引入闪 蒸鼓420,所述闪蒸鼓保持在接近冷凝液419的压力下以通过管线422除去剩余蒸汽。所述 422可以用于所述方法的其他部分(未显示）。所述高压冷凝液的一部分可以通过管线424退 出以用于所述方法的其他部分，然而，离开闪蒸鼓420的所述高压冷凝液的至少一部分被过 冷并由栗423进一步加压，然后被再循环以用作锅炉给水412。在一种实施方式中，在热交换 器206中产生的所述高压冷凝液的至少65重量％、或高达至少97重量％被再循环以用作锅 炉给水412。
[0044] 在一种实施方式中，所述补充锅炉给水在与所述高压冷凝液合并之前，处于比所 述高压冷凝液低的温度下。在一种实施方式中，所述高压冷凝液具有约250°C和约305°C之 间的温度，其在约80bar (g)和约120bar (g)之间的压力下被输送到所述锅炉。在一种实施方 式中，所述补充锅炉给水具有约100°C和约150°C之间的温度，其在约80bar (g)和约120bar (g)之间的压力下被输送到所述锅炉。
[0045]在一种实施方式中，锅炉给水412还包括来自至少一种其他来源的水。在图1中显 示的实施方式中，锅炉给水412包括再循环高压冷凝液426和由浅盘式除气器430供应并由 栗435加压的补充给水428。去离子水通过管线432被引入除气器430,而低压蒸汽通过管线 434被引入除气器430。除气器430从补充给水428除去溶解氧和其他溶解气体。在一种实施 方式中，在补充给水428引入锅炉404中之前，所述补充给水428在节热器436中用来自锅炉 404的烟气预热。在所显示的实施方式中，在补充给水428引入锅炉404中之前，所述补充给 水428与所述再循环的冷凝液426合并。
[0046]在一种实施方式中，离开节热器436的烟气被传输直到烟肉438并可以通过所述烟 囱的顶部释放。在另一种实施方式中，烟肉438包括用于使所述烟气的至少一部分转向以供 进一步处理、例如冷却所述烟气以降低所述烟气排出温度的挡板440。所述烟气的至少一部 分，和在一种实施方式中，基本上全部所述烟气，被传输到包括一个或多个气/气预热器 450、452的预热区。在图1中显示的实施方式中，烟气通过管线448引入气/气预热器450中， 然后通过管线454传输到气/气预热器452中，然后通过管线456返回到烟囱438。所述烟气加 热通过管线458进给到气/气预热器452中的新鲜空气，升温的空气离开气/气预热器452并 通过管线460引入气/气预热器450中。
[0047] 在一种实施方式中，离开所述第一气/气预热器450的所述烟气454的一部分通过 管线462被引入新鲜进给空气中。在所述进给空气中使用一部分所述烟气降低了离开烟囱 438的气体的NOx排放量。在一种实施方式中，所述烟气的0.1%至20%通过管线462再循环 到所述进给空气。
[0048] 在一种实施方式中，所述气/气预热器450和452可以由耐腐蚀材料制成，例如直到 烟气露点温度都耐腐蚀同时直到约200°C都保持温度稳定性的高级聚合物材料或碳钢材 料。合适的气/气预热器包括由荷兰的此3七1^1：1^出售的1111\.￥〇請.如邱1*(1^0)气/气空气 预热器。在一种实施方式中，气/气预热器450是碳钢LUV0气/气预热器并且气/气预热器452 是高级聚合物LUV0气/气预热器。
[0049]图2显示了根据本发明制造纯化形式的芳族羧酸的简化方法流程图的另一种实施 方式。在这种实施方式中，所述节热器被气/气预热器502代替。新鲜进给空气通过管线504 引入气/气预热器502，在其中它通过与来自锅炉404的烟气间接接触而被预热。在一种实施 方式中，所述新鲜进给空气504与离开烟肉438的所述烟气的一部分混合。所述烟气的一部 分从所述烟肉转向并与新鲜进给空气506合并。在一种实施方式中，所述烟气的0.1 %至 20%被再循环给所述进给空气。所述烟气的再循环降低的NOx排放量，同时增加了所述进给 空气的温度。在图2中显示的实施方式中，在补充给水508与所述再循环的高压冷凝液412合 并之前，所述补充给水508可以被热交换器510预热。
[0050] 与让高压冷凝液降压的常规系统相比，图1和2中显示的代表性实施方式被构造成 提供全面减少能源成本。
[0051] 在本文中引用的每个和所有专利和非专利公布的全部内容在此通过引用结合，除 非在与本说明书任何不相容的公开内容或定义的情况下，应该认为以本文中的公开内容或 定义为准。
[0052] 提供前面的详细说明和附图作为解释和说明，而不是想要限制权利要求的范围。 在本文中示出的目前优选的实施方式中的很多变化对本领域普通技术人员将是显而易见 的，并且仍然在权利要求和它们的等同体范围内。
[0053] 应理解，在权利要求中叙述的要素和特征可以用不同的方式组合以产生同样属于 本发明范围内的新的权利要求。因此，虽然从属权利要求只从属于单个独立或从属权利要 求，但要理解这些从属权利要求可以，替代地，被做成在所述替代形式中从属于任何前面的 权利要求一不管独立的还是从属的一而且这样的新组合应被理解为构成本说明书的一部 分。
【主权项】
1. 制造纯化的芳族簇酸的方法，所述方法包括： 从供应给锅炉的锅炉给水产生高压蒸汽； 利用所述高压蒸汽在加热区内加热粗芳族簇酸，由此所述高压蒸汽在所述加热区内冷 凝形成高压冷凝液;和 纯化所述粗芳族簇酸W形成纯化的芳族簇酸； 其中所述锅炉给水包含所述高压冷凝液的至少一部分。2. 权利要求1的方法，其还包括在反应区内氧化被取代的芳控W形成所述粗芳族簇酸。3. 权利要求1的方法，其中所述锅炉给水还包含来自至少一个其他来源的补充水。4. 权利要求3的方法，其中所述高压冷凝液和所述补充锅炉给水在所述锅炉给水输送 到所述锅炉之前合并。5. 权利要求3的方法，其中在补充锅炉给水和所述高压冷凝液合并之前，所述补充锅炉 给水比所述高压冷凝液的溫度低。6. 权利要求5的方法，其中所述高压冷凝液具有约250°C和约305°C之间的溫度W及约 80bar(g)和约12化ar(g)之间的向锅炉输送压力，并且其中所述补充锅炉给水具有约100°C 和约150°C之间的溫度W及约80bar (g)和约12化ar (g)之间的向锅炉输送压力。7. 权利要求1的方法，其还包括用烟气预热给所述锅炉的进给空气。8. 权利要求1的方法，其用锅炉烟气预热补充锅炉给水。9. 权利要求1的方法，其中所述锅炉给水中的高压冷凝液占在所述加热区内形成的高 压冷凝液的约65 %和约97 %之间。10. 权利要求7的方法，其中至少一个气/气空气预热器包含聚合hiftv如W社mef (LUVO) 气/气空气预热器。11. 权利要求1的方法，其还包括将烟气从与所述锅炉流体连通的锅炉烟画依次传输经 过下游的碳钢气/气空气预热器和更下游的聚合LUVO气/气空气预热器。12. 权利要求1的方法，其中所述芳族簇酸包含对苯二甲酸。
【文档编号】C07C63/26GK105849079SQ201480071477
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年2月11日
【发明人】弗雷德·T·克拉克, 托马斯·M·巴托斯, 阿伦·P·纳尔逊
【申请人】Bp北美公司