TW201219367A - Improving terephthalic acid purge filtration rate by controlling % water in filter feed slurry - Google Patents

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201219367 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在利用壓力過濾時’藉由控制過濾器進料 漿中水的重量百分比來改善對苯二甲酸沖洗過濾速率以及 自羧酸（通常為對苯二甲酸）合成中產生之氧化器沖洗流回 收金屬催化劑。 【先前技術】 藉由在催化劑（諸如Co、Mn、Br)及溶劑存在下氧化對二 甲苯來商業性生產對苯二甲酸。用於聚酯纖維、薄膜及樹 月曰生產之對本一甲酸必須經進一步處理以移除由於對二甲 苯氧化而形成之雜質。 對苯二曱酸（TPA)為用於塑料及纖維應用之聚酯生產中 之中間物。製造TPA之工業化方法通常係基於一般在乙酸 溶劑中使用溴化物促進劑的重金屬催化之對二甲苯氧化。 由於在實際氧化條件下TPA於乙酸中之溶解度有限，故一 般在氧化反應器中形成TPA晶體聚。通常自反應器抽取出 TPA氧化m使用習知固液分離技術使τρΑ固體與氧化 器母液分離。使含有該製程所用之大部分催化劑及促進劑 之氧化器母液再循環至氧化反應器。除催化劑及促進劑 外’氧化器母液流亦含有溶解的ΤΡΑ及許多副產物及雜 質。此等副產物及雜質部分地來自對二甲苯進料流中存在 之微量雜質。其他雜質出現歸因於對二甲苯不完全氧化產 生部分氧化產物。其他副產物由對二甲笨氧化為對苯二甲 酸所形成之競爭性副反應產生。揭示對苯二甲酸生產Μ 158173.doc 201219367 利（諸如美國專利第4，158,738號及第3,996,271號）係在其不 與本文陳述相矛盾的程度上以全文？丨用的方式併入本文 中。 TPA固體進行固液分離，其令利用新鮮溶劑置換氧化器 母液液體組分之主要部分。 再循環之氧化器母液流中之許多雜質對於進一步氧化呈 相對惰性。該等雜質包括例如間苯二甲酸、鄰苯二甲酸及 偏苯三甲酸。亦存在可進行進一步氧化之雜質，諸如‘羧 基苯曱酿、對甲苯甲酸及對f笨甲酸。再循環時，氧化惰 性雜質易積聚於氧化器母液中。此等惰性雜質之濃度將在 氧化器母液中升高直至達到平衡，由此經由TpA產物移除 各雜質之速率等於形成速率及添加至氧化製程之速率。工 業粗TPA中正常含量之雜質使其不適合直接用於大多數聚 合物應用中。 依照慣例，粗TPA已藉自轉化為二曱酿或藉由溶解於水 中且隨後於標準氣化催化劑上氫化來純化。最近，二次氧 化處理已用於產生聚合級TPA。需要使母液中之雜質濃度 減至最小且進而有助於隨後的TPA純化。在一些情況下= 除非利用-些方式自氧化器母液流移除雜質，否則不可能 產生經純化之聚合級TPA。 -種常用於化學加工行業之自再循環流移除雜質的技術 為抽出或「沖洗」一部分再循環流。通常簡單棄去沖洗 流’或者若經濟上證明可行，則對沖洗流進行各種處理以 移除不需要之雜質同時回收有價值的組分。一個 例為 158173.doc

I 201219367 < U.S.第4,939,297號’其在不與本文陳述相矛盾的程度上以 全文引用的方式併入本文中。控制雜質所需之沖洗量取決 =製程；<然而’等於總氧化器母液流之1G-4G%之沖洗量通 常足以產生適於作為工業聚合物製造原料之τρΑ。在τρΑ 生產令，氧化器母液流沖洗之沖洗百分比必需保持可接受 雜質濃度’再加上氧化器沖洗流中金屬催化劑及溶劑組 分之經濟價值，使得簡單棄去氧化器沖洗流在經濟上不具 吸引力。因此，需要一種基本上回收氧化器沖洗流中所含 之所有貴重金屬催化劑及乙酸且同時移除氧化器沖洗流中 所存在之大部分雜質的方法。金屬催化劑可以適於藉由直 接再循％至對二甲苯氧化步驟而重複使用之活性形式回 收。 許多專利教示一種包含沖洗製程之對苯二曱酸製程，該 沖洗製程包含濃縮、過濾，接著萃取。 蒸發濃縮包含乙酸及水之沖洗進料產生相對於沖洗進料 具有較低水含量重量百分比之超濃縮沖洗漿，因為水具有 低於乙酸之沸點。舉例而言，包含約94%乙酸及約6%水之 沖洗漿進料在蒸發出約92%沖洗漿進料質量之後僅包含約 2.5%水。 已發現該超濃縮沖洗漿在對苯二曱酸沖洗製程中之過濾 速率可極大地取決於該超濃縮沖洗漿中水的百分比而變 化。超濃縮沖洗漿過濾速率之變化性由漿液引起且與漿液 中固體之粒徑分佈有關。在本發明中，存在揭示控制超濃 縮沖洗漿中水的百分比從而改善該超濃縮沖洗漿之過濾速 158173.doc 201219367 率之方法的本發明實施例。 【發明内容】 本發明係關於自羧酸（通常為對笨二曱酸）合成中產生之 氧化器沖洗流移除雜質且回收金屬催化劑，該方法包含： (a) 使對苯二甲酸製程中形成之氧化器沖洗流在第一蒸 發器區中進行蒸發，產生第一蒸氣流及濃縮沖洗 流；其中該氧化器沖洗流包含羧酸、金屬催化劑、 雜質、水及溶劑；其中該溶劑包含乙酸；及 (b) 在混合區中添加水至該濃縮沖洗流，產生富含水的 濃縮沖洗流； (c) 使該富含水的濃縮沖洗漿在第二蒸發器區中進行蒸 發’產生第二富含溶劑的物流及超濃縮沖洗漿，其 中該第二蒸發器區包含在約2〇°c至約70°c之溫度下 操作的蒸發器；其中該超濃縮沖洗漿具有約5重量％ 至約25重量％之水含量； (d) 在固液分離區中過濾該超濃縮沖洗漿，形成濾餅及 母液； (e) 在該固液分離區中用洗滌進料洗滌該濾餅，形成經 洗滌濾餅及洗滌濾液；其中至少80%之該金屬催化 劑經由該分離'區自該超濃縮沖洗漿回收於該母液及 該洗滌液累積物中； (f) 視情況在該固液分離區中使該經洗滌濾餅脫水，形 成脫水濾餅； (g) 將水與母液組合以回收金屬催化劑，且隨後使用萃 158173.doc 201219367 取溶劑萃取如此形成之水性混合物，產生萃取物流 及包含金屬催化劑之萃餘物流。 在閱讀本發明後，此等實施例及其他實施例對於一般技 術者將變得更顯而易知。 【實施方式】 在本說明書及隨後申請專利範圍中，將提及大量術語， 該等術語經定義具有下列含義： 如本說明書及隨附申請專利範圍中所用，除非上下文另 外明確規^，否則單數形式「_」及「該」包括複數個指 示物。因此，舉例而言，提及管式反應器包括一或多個管 式反應器。 範圍在本文中可以自「約」一個特定值及/或至「約」 另一特定值之形式來表示。在表示該範圍時，另—實施例 包括自-個特定值及/或至另一特定值。類似土也，在藉由 使用先灯詞「約」以近似值表示值時，應瞭解特定值構成 另貫施例。應進一步瞭解，各範圍之端點明顯與另一端 點相關且明顯獨立於另一端點。 「可選」或「視情況」意謂隨後描述之事件或境況可能 發生或可能不發生，且該描述包括其中該事件或境況發生 之情形及其中並未發生之情形。舉例而言，短語「視情況 加熱」意謂材料可能經加熱或可能未經加熱且該短語包括 加熱及未加熱之製程。 儘管閣述本發明寬泛料之數值範圍及參數為近似值， 但仍儘可㈣確地料料實财㈣之數值1而，任 158173.doc 201219367 何數值固有地含有某些必然由其各別測試量測結果中所存 在之標準差產生的誤差。 如本說明書及隨附申請專利範圍中所用，使用「百分 比」或「％」係指重量百分比。 在本發明之-實施例中，如圖1所示，提供—種自氧化 器沖洗流101移除氧化副產物雜質之方法。該方法包含以 下步驟。 —步驟⑷包含使氧化器沖洗流101在第一蒸發器區120中進 仃蒸發，產生第—蒸氣流121及濃縮沖洗流122。 味自包含對苯二甲酸之羧酸氧化合成製程抽取氧化器沖洗 抓101。一種產生氧化器沖洗流1〇1之方法為過濾對苯二甲 酸氧Mm且收集-部分離開過濾、器之母液並將其運送至 冲洗製程。產生氧化器沖洗流1G1之又另__方法為對對苯 -甲酸氧化聚進行溶劑交換，置換—部分氧化母液且將其 運送至沖洗製程。自對苯二甲酸製程獲得之氧化母液可冷 部至啊至45。(：範圍内之溫度，且將其運送至澄清壓力過 ;慮器（諸如燭形過據器）以移除任何在其運送至沖洗製程中 之第蒸發器之前存在的固體。 =化器/中,先流1〇1充當本發明對苯二甲酸沖洗製程之進 :机°，化器沖洗流101包含幾酸、水、溶劑、金屬催化 Π Λ雜負包含有機溴化物、腐姓金屬、對二甲苯氧 化副產物、及由 _ + '對一甲本中之雜質所衍生之雜質。有機 填'化物可用竹s π c ^ 乍虱化反應中之促進劑。腐蝕金屬之實例為鐵 及絡化合你 ^ Λ ’，、抑制、降低或完全破壞金屬催化劑之活 158173.doc 201219367 性。除催化劑及促進劑以外，氧化器母液流亦含有副產物 及雜質。此等副產物及雜質部分地來自對二甲苯進料流中 所存在之微量雜質。其他雜質之出現係可歸因於對二甲苯 之不完全氧化產生部分氧化產物。又其他的副產物係由對 二曱苯氧化為對苯二甲酸中之競爭性副反應所產生。 缓酸包括經由有機基質之受控氧化所產生之芳族叛酸。 該等㈣㈣包括其中至少—㈣酸基連接於作為芳環之 -部分的碳原子的化合物，該芳環較佳具有至少6個碳原 子’甚至更佳僅具有碳原子。該等芳環之合適實例包括 (:旦不限於)苯、聯苯、聯三笨、萘及其他基於碳之稠合芳 % °合適缓酸之實例包括（但不限於）對苯二曱酸、苯甲 酉文、對曱苯曱酸、間苯二甲酸、偏苯三甲酸、蔡二甲酸、 2,5-二苯基_對苯二曱酸及其混合物。 適的溶劑包括（但不限於）較佳含有2至6個碳原子之脂 族單叛酸’或苯甲酸及其混合物及此等化合物與水之混合 物。溶劑較佳為以約W至約25:1、較佳約8:1至約2〇:1且 最佳約11:1至約2〇: 1之比率與水混合的乙酸。在本說明書 中，乙酸應稱為溶劑。然而，應瞭解亦可利用其他合適溶 劑，諸如先前揭示之彼等溶劑。 在本發明方法之第一步驟中，藉由習知方法在包含蒸發 器之第一蒸發器區120中濃縮氧化器沖洗流101，產生第一 洛氣流121及濃縮沖洗流122。在大氣壓或微超大氣壓條件 下，一般約1個大氣壓至約10個大氣壓下，操作蒸發器。 蒸氣流121包含大部分水及溶劑，且濃縮沖洗流122包含未 158173.doc 201219367 自氧化器沖洗流101移除的剩餘水及溶劑。蒸發移除氧化 器沖洗流101中所存在之溶劑質量的約50重量％至約85重 量％ 〇 步驟（b)使濃縮沖洗流ι22及包含水之物流131進入混合 區130中’產生富含水的濃縮沖洗流132。因為富含水的濃 縮沖洗流132中水，的百分比大於濃縮沖洗流122中水的百分 比’故富含水的濃縮沖洗流132富集水。可利用此項技術 中已知用於混合兩種液流之任何設備，包括在配備有内部 靜態混合器之管道中混合兩種物流。在本發明之一實施例 中，操控物流131添加於混合區130中之進料速率（質量/時 間），以將下游超濃縮沖洗漿流142中所含之水重量百分比 (重量％)控制為約5.0重量％至約25.0重量％之水。控制物流 142水含量之另一辄圍為約8.0重量％之水至約23.0重量％之 水。控制物流142水含量之又另一範圍為約11〇重量％之水 至約21.0重量％之水。第一蒸發器12❶與混合區13〇之間的 管道應維持在90。〇或90t：以上之溫度，以防止在管道中固 體自溶液中析出。 步驟（c)使該富含水的澧縮油冰攻^ _____ ^

至最少。

發器。可在約20°C至約70°C之 —個在真空條件下操作之蒸 溫度下進行蒸發；另一範圍 158173.doc 201219367 為約30°C至約60°C。操作蒸發器120與140之組合，以使得 氧化器沖洗流101濃縮至其中約75重量％至約97重量〇/〇之物 流ιοί質量藉由蒸發移除的狀態。操作蒸發器12〇與14〇之 組合的另一範圍將如物流101所表示之氧化器沖洗流濃縮 至其中約85重量％至約94重量％之物流ι〇1質量藉由蒸發移 除的狀態。此外，操作蒸發器12〇與140之組合的另一範圍 將如物流101所表示之氧化器沖洗流濃縮至其中約87重量 %至約93重量。/。之物流101質量藉由蒸發移除的狀態。 在本發明之一實施例中，超濃縮沖洗漿142之狀態可為 固液混合物形式，其僅具有足夠提供泵送能力之溶劑。 步驟（d)包含在過濾區160中過濾超濃縮沖洗漿142，形 成濾餅164及母液163 ;及 步驟（e)在洗滌區161中用洗滌進料166洗滌該濾餅164， 形成經洗滌濾餅165及洗滌液167 ;且視情況在可選脫水區 162中用氣體進料168使該經洗滌濾餅165脫水形成脫水濾 餅169 »在本發明之一實施例中，洗滌流166包含水。 在本發明之一實施例中’過濾區160包含至少一個固液 分離裝置。在本發明之另一實施例中，過渡區16 〇及洗務 區161及視情況選用之脫水區162可在固液分離區2〇〇中之 一個固液分離裝置或多個裝置中實現《該等裝置之實例包 括（但不限於）連續式壓力過遽器、連續式真空過濾器、分 批式壓力過濾器、離心機及類似裝置。在本發明之另一實 施例中，固液分離區及洗滌區及可選脫水區可在一個裝置 中實現。該等裝置之實例包括（但不限於）連續式壓力過渡 158173.doc 201219367 器、連續式真空過濾器、分批式壓力過濾器、離心機及類 似裝置。 可適合於本發明方法之需求的合適壓力過濾器為BHS-FEST.轉鼓壓力過渡器’但仍可使用可實現所需操作之 其他壓力過濾器、其他可用於過濾區160中之裝置實例包 括（但不限於）真空帶式過濾器、壓濾機、離心機、加壓葉 狀過濾器、加壓鼓式過濾器及真空鼓式過濾器。壓力過濾 器可在足以自母液163之溶質獲得至少80%回收率之金屬 催化劑的溫度及壓力下操作。壓力過濾器較佳可在約25 至約80 C之溫度及2巴至6巴錶壓（gauge)之壓力下操作。 步驟（f)包含使水流171與母液流163及視情況一部分洗務 液流167在第二混合區ι7〇中混合，形成水性混合物172。 在本發明之一實施例中，混合區17〇包含習知混合器。必 要時，可添加足以溶解水性混合物流172中之金屬催化劑 之量的水171至混合區17〇。 添加足以溶解水性混合物172中之催化劑之量的水流171 至混合區170 ’其中乙酸與水之比率範圍為約〇 7:1至 1.4.1 ’較佳為約〇 8:1至1 3:丨且最佳為約〇 9 1至hi。需 要用外部循環迴路使水性混合物172保持循環。可添加少 置萃取溶劑181(一般為約1重量°/❶至約10重量％，較佳小於 5重里❾/。）至混合區17〇 ,以藉由降低固體與容器側面之黏著 性來增強漿液處理。其由圖丨中物流181之虚線箭頭表示。 需要（但並非必需）使水性混合物172在萃取之前在約6〇t至 約95°C下進行熱處理，另一範圍為約80°C至約90°C下維持 158173.doc 13 201219367 約0.5小時至約4小時，較佳約1小時至約2小時。藉由此處 理，使有機溴化物反應產生無機溴化物，該等無機演化物 較佳保留於萃餘物流183中》藉此使自系統沖洗之含漠化 合物以及不需要之雜質的量減至最小。熱處理保留漠化物 且簡化有機雜質之棄置。 步驟（g)包含使萃取溶劑181與水性混合物172在萃取區 180中接觸，形成萃取物流182及萃餘物流183。 使水性混合物172進料至萃取區180中，其中水性混合物 172與萃取溶劑181在萃取區18〇中接觸。混合水性混合物 172及萃取溶劑181，形成包含溶劑、水、有機雜質及萃取 溶劑之萃取物流182(其構成較輕相），及包含金屬催化劑、 腐蝕金屬及水之萃餘物流183。以塔頂流形式抽取出萃取 物流182且自萃取區18〇中之萃取器底部抽取出萃餘物流 183。在本發明中’萃取區18〇之一實施例為單級萃取器。 萃取器中所用之萃取溶劑181應實質上與水不混溶，以 使得溶解於水性部分中之有機溶劑之量減至最小。另外， 萃取溶劑18!較佳為用於輔助自有機萃取物回收溶劑之共 沸劑。已證明尤其適用之溶劑為乙酸。至以烷基酯，尤 其為乙酸正丙g旨、乙酸異丙醋、乙酸異丁酿、乙酸第二丁 酿、乙酸乙醋及乙酸正丁酿，但亦可使用具有適當密度及 足夠低U點的其他實f上與水W溶的有機溶劑，諸如 對甲苯乙酉文正丙g曰及乙酸異丙醋由於其相對較低的水 混溶性及優良的共沸特性而尤其較佳。 可使用每份水性混合物 約1-4重量份萃取溶劑之溶劑比 158173.doc 201219367 率實現萃取。雖然萃取可在環境溫度及壓力下操作，但仍 加熱溶劑及萃取器至約30°C至約70°C，可使用約40°C至約 60°C之另一範圍。雖然萃取物流109包含少量金屬催化劑 及腐蝕金屬，但基本上所有金屬催化劑及大部分剩餘腐蝕 金屬均含於較重相萃餘物流183中。 步驟（h)包含在分離區19〇中分離萃取物流182，形成高 沸點有機雜質流102及回收之萃取溶劑流191。 萃取物流182包含有機溶劑及有機雜質。萃取物流182可 進一步包含通常微量之乙酸及水。萃取物流182可在包含 習知蒸餾設備之分離區190中蒸餾。常規蒸餾設備包括例 如蒸館塔。 大邛刀有機雜質在萃取區18〇中由有機溶劑萃取。出現 此種情況S因為有機雜質展示對於有機溶劑之高溶解度及 對於乙酸之較小程度的溶解度。藉由蒸館萃取器之較輕 相，蒸發有機溶劑，使有機雜質濃縮於塔底流中。 回收之萃取溶劑流191可再循環至萃取區180中之萃取器 中。以污泥形式自蒸餾塔底部移除高沸點有機雜質流192 作Ϊ = = —實施例中’蒸發器區m及140以與分批操 程以〜：方式操作。在本發明之-實施例中，沖洗製 刀批刼作相對之連續方式操作。 實例： 本發明可由甘+ 、他貫施例之以下實例來一 瞭解，除非另& ' 1彳i來進步說明，但應 、 卜特定指出’否則僅屮於兮na 〇 只ηϊ出於說明目的包括此等 158173.doc •15· 201219367 實例且不欲限制本發明之範_。 實例1至9之資料概述於表1中且在實驗室中得到圖2。此 等實例之目的在於說明超濃縮沖洗漿流142中水的百分比 與超濃縮沖洗漿流142在壓力過濾器中之過濾速率之間的 關係。此等實例之目的亦在於說明如何產生具有一系列水 含量的超濃縮沖洗漿流142。超濃縮沖洗漿流142中水的百 分比範圍為2.5。/。至25%且超濃縮沖洗漿流142之過濾速率 範圍為30千克濾液/分鐘平方公尺至丨丨丨〇千克濾液/分鐘平 方公尺。 對於各實驗室實驗而言，自工業裝置獲得包含約6〇/〇水 及94%乙酸之氧化器沖洗進料1〇1。藉由在第一蒸發器區 中在120°C下蒸發移除75%質量之氧化器沖洗進料，產生 包含約4·6%水的濃縮沖洗流122。 在實驗1及2中，使濃縮沖洗流122在約55°C之最終溫度 下再進行蒸發濃縮，產生包含約2 5%之水的超濃縮沖洗漿 142 ’且初始氧化器沖洗進料之總蒸發損失為約92%。在3 巴壓力錶壓力下操作的具有2〇 cm2之過濾面積的實驗室規 模壓力過濾器中，用水洗滌且用N2脫水來過濾所得超濃縮 沖洗漿。藉由總液體質量（母液+洗滌液）除以2〇 之過濾 面積及過濾時間與洗滌時間之總和來計算過濾速率。舉例 而言’實驗1之過濾速率為=(5〇7 g/2〇 cm2/(345 sec +165 sec)=0.0497 g/cm2 sec^29.8 kg/m2 min 〇 在實驗3至9中，在混合區中使12(TC下濃縮之沖洗流122 與不同量的環境溫度水連續混合，且隨後在約55。〇之最終 158173.doc 201219367 溫度下再進行蒸發濃縮，產生包含範圍為約8重量百分比 (重量％)至25重量％之水的超濃縮沖洗流142。在蒸發遭縮 期間損失氧化器沖洗進料初始質量之約92重量％。在3巴 壓力錶壓力下操作的具有20 cm2之過濾面積的實驗室規模 壓力過濾器中，用水洗滌且用&脫水來過濾所得超濃縮沖 洗流142。 比較實驗1與實驗5對於瞭解添加水至濃縮沖洗流122如 何對各別所得超濃縮沖洗流142之過濾速率產生顯著影響 具有啟發性。在兩個實例中，蒸發掉約92%之氧化器沖洗 進料。在實例1中，未添加水至濃縮沖洗流122，使得進料 至過濾器之超濃縮沖洗流142含有2.5%水且過濾速率為約 30 kg/m2 min。在實例5中，添加足夠的水至濃縮沖洗流 122，使得進料至過濾器之下游超濃縮沖洗流142中水的百 分比含有14%水，且此超濃縮沖洗流142漿之過濾速率為 1，〇59 kg/m2 min。顯然在實例5中藉由添加水至濃縮沖洗 流122中，所得下游超濃縮沖洗流142之過濾速率自3〇 kg/m min增加至。過濾速率增加3,53〇%。 如上所教示添加水不僅為稀釋效應，而且影響固體在蒸 發濃縮期間的晶體生長’使得過滤器進料衆中之小粒子較 少。在此項技術中熟知存在小粒子（尤其等於或低於丨❻微 米)對於水液過濾速率具有負面影響。如上所教示添加水 至辰&冲洗毁122藉由降低該超濃縮沖洗漿中小於1〇微米 之粒子的重里百分比而對進料至過濾、H中之下游超濃縮沖 洗漿的過濾速率具有正面影響。若在即將過濾之前添加水 158173.doc -17· 201219367 至超濃縮沖洗漿142，則不會實現過濾速率之實質性改 善。添加水必須發生在沖洗製程中最終蒸發濃縮區之前的 點。舉例而言，水添加步驟可發生在具有兩個蒸發濃縮區 之冲洗製程中的第一蒸發濃縮區之後。水添加亦可發生在 第一蒸發器區之前，但由於在過濾區2〇〇之前與蒸發濃縮 相關聯的能量成本較高而不合乎需要。 由下方圖2標繪之資料清楚地瞭解到，需要將進料至過 慮器之超濃縮沖洗漿流142中所含水的百分比控制在5.8% 至24.4°/。水。控制物流142水含量之更佳範圍為7.9%水至 22.8%水。控制物流142水含量之更佳範圍為10.5%水至 20.4°/。水。控制物流142水含量之最佳範圍為12.5%水至 1 8.9%水。亦明顯可知’為獲得此物流142過濾速率之改 善’沖洗製程中添加水的實際位置應位於沖洗製程中最後 蒸發區之前。 表1 超濃縮沖洗漿(SCPS)之實驗過濾資料 實驗 编號 進料至過 濾器中之 SCPS 中水的 百分比 (%W) 過濾區資料 洗滌區資料 總液體通量資料 SCPS 進料 質量 (g) 過濾 時間 (sec) 母液 質量 (g) 洗蘇液 質量 (g) 洗滌 時間 (sec) 洗滌 遽液 質量 (g) 與洗滌濾液合併之母液 質量 (g) g/sec kg/min-m2 1 2.5% 400.3 345.0 350.0 150 165 157.7 507.7 1.00 30 2 2.5% 400.5 30.0 103.4 180 654 429.9 533.3 0.78 23 3 7.7% 400.8 16.0 306.4 76.00 9.1 132.6 439.0 17.49 525 4 11% 400.2 13.0 321.8 98.03 6.1 150.4 472.2 24.75 742 5 14% 400.3 8.3 309.3 98.00 5.2 167.4 476.7 35.31 1059 6 14% 400.1 8.6 303.1 98.00 5.7 173.4 476.5 33.32 1000 7 18% 400.2 8.0 313.1 140 5.9 201.4 514.5 37.01 1110 8 20% 400.4 18.3 351.2 65.00 5.2 101.5 452.7 19.26 578 9 25% 400.0 27.0 323.7 116.7 13.6 168.2 491.9 12.12 363 158173.doc -18- 201219367 【圖式簡單說明】 圖1說明本發明之一實施例，其中自對苯二甲酸製程中 形成之包含乙酸、水、金屬催化劑及氧化雜質之氧化器沖 洗流中移除雜質之方法包含以下步驟：（a)在第一蒸發器區 中蒸發一部分氧化器沖洗流，產生濃縮沖洗流及包含乙酸 及水之第一蒸氣流；（b)在第一混合區中以可控方式添加水 至該濃縮沖洗流中，產生富含水的濃縮沖洗流；（c)在第二 蒸發器區中蒸發一部分富含水的濃縮沖洗流，形成水含量 範圍為5.8%至24.4%之超濃縮沖洗漿流及包含乙酸及水之 第二蒸氣流；（d)使固體與超濃縮沖洗漿分離且在固液分離 區中使固體經受洗滌進料，形成母液流、洗滌液流及經洗 務濾餅流；（e)在第二混合區中使水與母液流及視情況一部 刀洗務液流混合’形成水性混合物；及（f)在萃取區中添加 萃取溶劑至該水性混合物中，形成萃取物流及萃餘物流； 及（g)使該萃取物流進料至蒸餾塔中，形成萃取溶劑再循環 流及污泥流。 圖2說明本發明之不同實施例’其中超濃縮沖洗漿之過 濾速率極大地取決於物流中水的百分比而變化。 【主要元件符號說明】 101 氧化器沖洗流 120 第一蒸.發器區 121 第一蒸氣流 122 濃縮沖洗流 130 混合區 I58173 d〇C -19- 201219367 131 包含水之物流 132 富含水的濃縮沖洗 140 第二蒸發器區 141 第二蒸氣流 142 超濃縮沖洗漿流 160 過滤、區 161 洗務區 162 脫水區 163 母液流 164 濾、餅 165 經洗滌濾餅 166 洗滌進料/洗滌流 167 洗務液 168 氣體進料 169 脫水渡餅 170 第二混合區 171 水流 172 水性混合物 180 卒取_區 181 萃取溶劑 182 萃取物流 183 萃餘物流 190 分離區 191 回收之萃取溶劑流 158173.doc •20. 201219367 192 200 高沸點有機雜質流 固液分離區 158173.doc -21 -

Claims (1)

1. 201219367 七、申請專利範園： 1. 一種對苯二甲酸沖洗方法，其包含： (a) 使對笨二甲酸製程中形成之氧化器沖洗流在第一蒸 發器區中進行蒸發，產生蒸氣流及濃縮沖洗漿，其 . 中該氧化器沖洗流包含羧酸、金屬催化劑、雜質、 水及含乙酸之溶劑；及 * (b) 在第一混合區中添加水至該濃縮沖洗漿，產生富含 水的濃縮沖洗漿； (c) 使該富含水的濃縮沖洗漿在第二蒸發器區中進行蒸 發，產生富含溶劑的物流及超濃縮沖洗漿，其中該 第二蒸發器區包含在約20°C至約70°C之溫度下操作 的蒸發器，其中該超濃縮沖洗漿具有約5重量％至約 25重量。/。之水含量； (d) 在固液分離區中過濾該超濃縮沖洗漿，形成濾餅及 母液； (e) 在該固液分離區中用洗滌進料洗滌該濾餅，形成經 洗滌濾餅。 2·如請求項1之方法，其中來自該超濃縮沖洗漿之至少80% • 該金屬催化劑經由該分離區回收至該母液及該洗滌液累 . 積物中。 3. 如請求項2之方法，其中約75重量％至約95重量％之該溶 劑及水係藉由蒸發自步驟（a)與步驟（c)合併之該氧化器沖 洗流移除》 4. 如請求項3之方法，其中將至少一部分該經洗滌濾餅運 158173.doc 201219367 送至氧化區下游包含對苯二甲酸之物流中。 5·如請求項丨之方法，其中該超濃縮沖洗漿具有約8重量％ 至約23重量％之水含量。 6. 如凊求項丨之方法，其中該超濃縮沖洗漿具有約丨1重量％ 至約21重量％之水含量。 7. 如凊求項1之方法，其中該超濃縮沖洗漿具有約13重量％ 至約18重量❶/。之水含量。 8. 如請求項1之方法，其中該固液分離裝置為在約25<^至 約90 C之溫度下操作的壓力過濾裝置。 9. 如請求項8之方法，其中該壓力過濾裝置包含至少一個 過濾器單元，且其中至少一個過濾器單元積聚至少〇·25 吋深之該濾餅。 10. 如請求項1之方法，其中將至少一部分步驟（d)中所形成 之該母液運送回至對苯二曱酸製程之氧化區。 11·如請求項10之方法，其中該壓力過濾裝置為轉鼓壓力過 濾器。 12.如視求項1之方法，其中將自該第一蒸發區運送至該混 合區之該濃縮沖洗流的溫度維持在8 0 °C以上。 13 ·如。月求項1之方法，其中在該第二蒸發區中之滞留時間 範圍為30分鐘至180分鐘。 14.如請求項1之方法，其中將該母液運送至萃取區以產生 水流及有機物流。 15·如請求項14之方法，其中將該有機物流運送至蒸餾塔以 回收該萃取溶劑及包含氧化副產物雜質之廢污泥流。 158173.doc 201219367 16.如靖求項15之方法，其中對於範圍為至之該超濃 縮冲洗漿之水含量範圍，該超濃縮沖洗漿在該固液分離 區中之過濾速率係高於該範圍以外的任何水濃度情況下 之過濾速率。 r 1 7·如咕求項15之方法’其中對於範圍為11 %至2 1 %之該超 • 濃縮冲洗漿之水含量範圍’該超濃縮沖洗漿在該固液分 離區中之過濾速率係高於該範圍以外的任何水濃度情況 下之過濾速率。 1 8 ·如β求項1之方法’其中對於範圍為丨3%至1之該超濃 縮冲洗漿之水含量範圍，該超濃縮沖洗漿在該固液分離 區中之過遽&率高於該It·圍以夕卜的任何水濃度情況下之 過渡速率。 19. 如清求項1之方法’其中該溶劑為以8:丨及約2〇:丨且較佳 約11 · 1至20:1之比率與水混合的乙酸。 20. 如明求項19之方法，其中操控該混合區中所添加之水的 質S ’以將下游超濃縮沖洗漿流中所含的水的百分比控 制在5%至25%水。 21. 如明求項1之方法，其中操控該混合區中所添加之水的 負量’以將下游超濃縮沖洗漿流中所含的水的百分比控 , 制在5%至25%水。 22. 如明求項丨之方法’其中操控該混合區中所添加之水的 質量’以將下游超濃縮沖洗漿流中所含的水的百分比控 制在11%至21%水。 23 ·如请求項丨之方法，其中操控該混合區中所添加之水的 158173.doc 201219367 質量，以將下游超濃縮沖洗漿流中所含的水的芎分比控 制在13%至19%水。 24·如”月求項1之方法，其中操控該混合區中所添加之水的 質里’以將下游超濃縮沖洗漿流中所含的水的百分比控 制在8°/。至23%水。 158173.doc