[发明专利]一种连续回收芳香族羧酸制造中未反应的芳香烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续回收芳香族羧酸制造中未反应的芳香烃的方法，尤其是涉及一种从芳香族羧酸制造工艺中的共沸蒸馏塔侧采出的含共沸剂、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯、水和芳香烃的混合物流中回收采芳香烃的方法。

背景技术

芳香族羧酸的制造一般是在含有脂肪族羧酸的液相反应介质中进行，其中芳香烃被压缩空气氧化成芳香族羧酸及水。其催化剂通常为钴、锰等过渡性金属化合物，而助催化剂通常是溴化合物。液相氧化的压力通常在10～18kg/cm²g，温度通常为180～220℃。氧化反应所产生的热由氧化反应器顶部蒸汽带出，并回收热量。从氧化反应器顶部出来的含有芳香烃、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯和水的蒸汽，经过多段冷凝器冷却，其中脂肪族羧酸含量相对高的冷凝液循环至氧化反应器，脂肪族羧酸含量相对低的冷凝液(含有芳香烃、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯和水)送入共沸蒸馏塔，加入共沸剂在共沸蒸馏塔进行共沸蒸馏。

在共沸蒸馏塔中，芳香烃虽然也与水发生共沸，但因为其特殊的共沸特性，无法从共沸蒸馏塔顶部排出，导致了芳香烃在共沸蒸馏塔内累积，从而占据了塔盘空间而降低了塔盘效率，影响共沸蒸馏塔的分离效果。因此，需将芳香烃从共沸蒸馏塔中采出。由于芳香烃采出物通常会伴随共沸剂，若这部分共沸剂直接循环至氧化反应器，大部分共沸剂会被氧化而转化成其他物质，造成了共沸剂的额外消耗，从而导致加入到共沸蒸馏塔的新鲜共沸剂的增加。

GB9700235报道了一种分离共沸蒸馏塔得到的上述混合物中分离对二甲苯的方法。从共沸蒸馏塔得到的含有对二甲苯、醋酸、共沸剂和水的清流物，并任选地与附加水源一起引入到汽提塔中，操作汽提塔以产生一种包含对二甲苯作为主要成分的塔底产物，和包含共沸剂作为主要成分的塔顶馏出物。其原理是通过加入水源，与共沸剂及对二甲苯产生共沸，根据水与共沸剂、水与对二甲苯、醋酸与对二甲苯的共沸点不同达到分离对二甲苯的目的。此方法存在以下缺点：一、加入了额外水源、这些水源要么从汽提塔顶部返回共沸蒸馏塔，要么从塔釜循环至氧化反应器，最终都将导致共沸蒸馏塔的负荷变大；二、加入了额外水源导致了汽提塔或精馏塔再沸器的蒸汽消耗量增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续回收芳香族羧酸制造中未反应的芳香烃的方法，该方法可降低共沸蒸馏塔负荷和降低汽提塔或精馏塔再沸器蒸汽消耗量，以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明采用以下技术方案：

一种连续回收芳香族羧酸制造中未反应的芳香烃的方法，包括A、B、C、D、E五个步骤：

A、连续地将含有共沸剂、芳香烃、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯和水的混合物流从共沸蒸馏塔的共沸蒸馏区采出；

B、将所述混合物流经冷却器冷却降温；

C、降温后的混合物流送入油水分离器进行油水分离，分离得到包括共沸剂、芳香烃、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯的有机相物流和水相物流，水相物流被排出系统；

D、将所述有机相物流引入到汽提塔或精馏塔中；

E、操作汽提塔或精馏塔，在底部得到沸点相对高的芳香烃的物流。

本发明还可以包含将汽提塔或精馏塔顶部得到的沸点相对低的含共沸剂、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯的塔顶馏出物循环回共沸蒸馏塔的步骤。

所述芳香烃为烷基芳香烃，优选为对二甲苯。

对于共沸蒸馏对象物的组合所使用的共沸剂，可根据共存的脂肪族羧酸的种类进行选择，本发明的共沸剂，只要能够增大其共沸温度与其它物质的沸点差，就没有特定的限制。也不必是单一成分，也可为与蒸馏对象中的一种物质形成不均匀共沸混合物的2种以上成份的混合物。此外，也可含该成分的分解物的一部分。

所述共沸剂是甲酸丁酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯，优选为醋酸异丁酯。

所述脂肪族羧酸为含碳原子数2～6的脂肪族羧酸，优选为醋酸。

混合物流中的脂肪族羧酸酯为含碳原子数2～6的脂肪族羧酸形成的酯化物，如醋酸在反应过程中形成的醋酸甲酯。

所述芳香烃优选为对二甲苯，所述脂肪族羧酸优选为醋酸，所述脂肪族羧酸酯优选为醋酸甲酯，所述共沸剂优选为醋酸异丁酯。

本发明中的共沸蒸馏塔既可以是填料塔，也可以是板式塔。共沸蒸馏物的进料位置通常为共沸蒸馏塔的中段，为了节省能源，得到最好的分离效率，可根据塔内组成决定最为合适的位置。该共沸蒸馏塔可在常压、加压或减压下进行；其进料方式可为间歇式，也可为连续式，但最好的进料方式是在常压下以连续的方式进行。