Извлечение ароматических карбоновых кислот и катализатора окисления

Извлечение ароматических карбоновых кислот и катализатора окисления

Реферат

Настоящая заявка испрашивает приоритет индийской патентной заявки № 826/CHE/2010, поданной 26 марта 2010 г.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к извлечению ароматической карбоновой кислоты и катализатора окисления из исходящего потока от процесса получения ароматических поликарбоновых кислот жидкофазным окислением соответствующего ароматического предшественника.

Уровень техники, к которой относится изобретение

Терефталевую кислоту производят жидкофазным окислением п-ксилола воздухом, используя содержащую кобальт, марганец и бромид каталитическую систему (ацетат кобальта, ацетат марганца и бромистый водород) в уксусной кислоте в интервале температур от 150 до 230°C. Важно соответствующее соотношение кобальта, марганца и брома, и, как правило, соотношение марганца и кобальта составляет 1:1, и соотношение кобальта и брома составляет 1:2. В реакторе и кристаллизаторе основная масса терефталевой кислоты кристаллизуется из маточного раствора и отделяется путем фильтрования. Маточный раствор включает, главным образом, уксусную кислоту и органические соединения, такие как, например, изофталевая кислота, бензойная кислота, паратолуиловая кислота, тримеллитовая кислота и терефталевая кислота, и неорганические соединения, такие как соединения кобальта, марганца и брома, а также железа, никеля, кальция, хрома и натрия. Как правило, большая часть извлеченного маточного раствора возвращается на реакцию окисления, чтобы повторно использовать компоненты катализатора в реакции окисления, в то время как происходит продувка меньшей части в систему извлечения растворителя для поддержания уровня примесей и побочных продуктов в рамках допустимых пределов. Это так называемый продувочный поток, который является смесью кислородсодержащих производных бензола и толуола, которые представляют собой моно-, ди- и трикарбоновые кислоты, альдегидокарбоновые кислоты и метилолзамещенный бензол или толуол или соответствующие карбоновые кислоты (бензойная или толуиловая), и который также содержит компоненты катализатора.

На стадии извлечения растворителя продувочный поток направляют на испарение, чтобы удалить значительную часть уксусной кислоты и воды, оставляя концентрат, содержащий органические соединения вместе с компонентами катализатора. Оставшийся концентрат можно затем сжигать или перерабатывать. Хотя такие остатки составляют от 2 до 25 мас.% получаемой ароматической поликарбоновой кислоты, годовое образование таких остатков является существенным, учитывая, что ежегодное производство ароматических поликарбоновых кислот составляет тысячи тонн. Такие остатки содержат водорастворимые ароматические карбоновые кислоты и водорастворимые формы каталитических соединений. Утилизация таких остатков путем захоронения является нежелательной, потому что осадки и грунтовые воды выщелачивают карбоновые кислоты, и растворимые формы компонентов катализатора могут загрязнять поверхностные сточные воды, водные пути и подземные водоносные слои. Таким образом, разработаны способы извлечения ценных химических веществ из продувочного потока, выходящего из реактора, но эти способы не являются оптимальными.

Патент США №3, 341,470 описывает сжигание остатка до оксидной золы и растворение золы в серной кислоте, содержащей хлорид. Компоненты марганца и кобальта извлекают, обрабатывая раствор карбонатом натрия, чтобы осадить кобальт и марганец в виде соответствующих карбонатов. Извлеченные карбонаты затем обрабатывают уксусной кислотой, получая ацетаты для повторного использования в реакции окисления.

Способ извлечения кобальта и марганца из потока, выходящего из реактора, предложила фирма Dynamit Nobel AG (патент США № 4,490,297). Катализаторы выделяют в виде оксалатов из потока маточного раствора, и дигидрат оксалата кобальта и/или дигидрат оксалата марганца восстанавливают действием бромистого водорода и уксусного ангидрида, получая их формы, которые растворимы в уксусной кислоте и могут быть использованы повторно. Аналогичным образом, патент США № 4,910,175 описывает извлечение содержащего кобальт и марганец катализатора из процесса окисления путем осаждения щавелевой кислотой и гидроксидом щелочного металла с последующим окислением осадка в уксусной кислоте и получением ацетатов кобальта и марганца.

Патент США № 6,001,763 описывает способ извлечения раствора ацетатов кобальта и марганца и других ценных компонентов выходящего из реактора потока использованного катализатора после процесса производства терефталевой кислоты. Остаток подвергают пиролизу в реакционной зоне, получая расплавленный металл в электрической дуге и превращая практически весь углерод в остатке в оксиды углерода, водород и соединения, испаряющиеся в выходящем из реакционной зоны потоке. Извлеченный сплав измельчают, получая металлический порошок, который затем реагирует с уксусной кислотой и водным раствором бромистого водорода, образуя соответствующие соли.

Сущность изобретения

Во многие из описанных выше способов включают отделение катализатора в оксалатной форме с последующим окислением оксалатной соли в ацетат, используя уксусную кислоту. Этими способами отделяют содержащие кобальт и марганец катализаторы, но с низким выходом и продолжительным временем цикла. Кроме того, этими способами невозможно разделять ароматические карбоновые кислоты, бромиды и уксусную кислоту, которые присутствуют в остатке. Таким образом, существует потребность в способе извлечения ароматических карбоновых кислот, бромидов и уксусной кислоты наряду с содержащими кобальт и марганец катализаторами с высоким выходом и сокращенным временем цикла.

В соответствии с настоящим изобретением обнаружен способ извлечения ароматических карбоновых кислот, бромидов и уксусной кислоты наряду с содержащими кобальт и марганец катализаторами с высоким выходом и сокращенным временем цикла. Настоящее изобретение предусматривает способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства ароматической поликарбоновой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; и (c) отделение по меньшей мере одной ароматической поликарбоновой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока.

В еще одном варианте осуществления предусмотрен способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства ароматической поликарбоновой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; (c) отделение по меньшей мере одной ароматической монокарбоновой кислоты от обогащенного монокарбоновой кислотой потока; (d) отделение по меньшей мере одной ароматической дикарбоновой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока; и (e) отделение по меньшей мере одного катализатора компонент от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока.

В следующем варианте осуществления предусмотрен способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства терефталевой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; (c) отделение бензойной кислоты и паратолуиловой кислоты от обогащенного монокарбоновой кислотой потока; (d) отделение терефталевой кислоты и изофталевой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока; (e) отделение тримеллитовой кислоты от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока; и (f) отделение соли кобальта и соли марганца от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока.

В еще одном варианте осуществления предусмотрен способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства изофталевой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; (c) отделение бензойной кислоты и метатолуиловой кислоты от обогащенного монокарбоновой кислотой потока; (d) отделение терефталевой кислоты и изофталевой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока; (e) отделение тримеллитовой кислоты от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока; и (f) отделение соли кобальта и соли марганца от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 схематично представляет один вариант осуществления изобретенного способа извлечения химических реагентов и катализатора из концентрированного продувочного потока в секции извлечения растворителя на выходе из реактора установки для производства терефталевой кислоты путем экстракции растворителем с последующим концентрированием, испарением и высушиванием.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение можно охарактеризовать как способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства ароматической поликарбоновой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; и (c) отделение по меньшей мере одной ароматической поликарбоновой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока. Ароматическая поликарбоновая кислота может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют терефталевая кислота (TA), изофталевая кислота (IPA), тримеллитовая кислота (TMA), ортофталевая кислота (OA), нафталиндикарбоновые кислоты (NDA), другие аналогичные кислоты, их ангидриды и их смеси. Катализатор может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют соль кобальта, соль марганца, бромистоводородная кислота, ванадий, хром, железо, молибден, никель, церий, цирконий, гафний и их смеси. Бромистоводородная кислота может присутствовать в виде натриевой соли. Монокарбоновая кислота может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют бензойная кислота (BA), паратолуиловая кислота (pTol) ее изомеры и их смеси. Дикарбоновая кислота может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют терефталевая кислота (TA), изофталевая кислота (IPA), нафталиндикарбоновые кислоты (NDA) и их смеси. Трикарбоновая кислота может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют тримеллитовая кислота (TMA), гемимеллитовая кислота, тримезиновая кислота и их смеси.

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства ароматической поликарбоновой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; (c) отделение по меньшей мере одной ароматической монокарбоновой кислоты от обогащенного монокарбоновой кислотой потока; (d) отделение по меньшей мере одной ароматической дикарбоновой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока; и (e) отделение по меньшей мере одного катализатора компонент от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока. Ароматическая поликарбоновая кислота может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют терефталевая кислота, изофталевая кислота, тримеллитовая кислота, ортофталевая кислота, нафталиндикарбоновые кислоты, другие аналогичные кислоты, их ангидриды и их смеси. Ароматическая монокарбоновая кислота может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют бензойная кислота (BA), паратолуиловая кислота (pTol), ее изомеры и их смеси. Катализатор может включать по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют соль кобальта, соль марганца, бромистоводородная кислота, ванадий, хром, железо, молибден, никель, церий, цирконий, гафний и их смеси. Бромистоводородная кислота может присутствовать в виде натриевой соли. Способ может дополнительно включать стадию (d_i) отделения тримеллитовой кислоты от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока после стадии (d).

Следующий вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства терефталевой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; (c) отделение бензойной кислоты и паратолуиловой кислоты от обогащенного монокарбоновой кислотой потока; (d) отделение терефталевой кислоты и изофталевой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока; (e) отделение тримеллитовой кислоты от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока; и (f) отделение смеси соли кобальта и соли марганца от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока. Полученный исходящий поток от стадии извлечения катализатора (f) можно далее направлять на извлечение бромистоводородной кислоты путем подкисления исходящего потока с использованием концентрированной минеральной кислоты, такой как серная кислота.

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ, включающий: (a) получение остаточного потока от производства изофталевой кислоты; (b) разделение остаточного потока на обогащенный дикарбоновой кислотой поток, обогащенный катализатором и трикарбоновой кислотой поток и обогащенный монокарбоновой кислотой поток; (c) отделение бензойной кислоты и метатолуиловой кислоты от обогащенного монокарбоновой кислотой потока; (d) отделение терефталевой кислоты и изофталевой кислоты от обогащенного дикарбоновой кислотой потока; (e) отделение тримеллитовой кислоты от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока; и (f) отделение соли кобальта и соли марганца от обогащенного катализатором и трикарбоновой кислотой потока. Полученный исходящий поток от стадии извлечения катализатора (f) можно далее направлять на извлечение бромистоводородной кислоты путем подкисления исходящего потока с использованием концентрированной минеральной кислоты, такой как серная кислота.

Во всех перечисленных выше вариантах осуществления способ может дополнительно включать стадию (a_i) удаления уксусной кислоты из остаточного потока после стадии (a). Кроме того, во всех перечисленных выше вариантах осуществления настоящего изобретения способ разделения на стадии (b) может включать экстракцию с последующим фильтрованием. Экстракция может включать использование воды и органического растворителя, включающего по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют толуол, метанол, циклогексан, петролейный эфир и их смеси. Кроме того, во всех перечисленных выше вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна из стадий отделения может включать i) необязательно добавление водного раствора, ii) испарение по меньшей мере некоторого количества воды, iii) охлаждение, iv) фильтрование осадка, и v) повторение стадий от ii) до iv) для получения очищенного потока.

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ извлечения компонентов остаточного потока от производства ароматической поликарбоновой кислоты, т.е. от установки окисления терефталевой кислоты (TA), включающий:

1. Необязательно частичное или полное удаление уксусной кислоты и следов воды из остаточного потока в вакууме, и уксусную кислоту можно затем очищать необязательно путем ректификации.

2. Перемешивание и нагревание остаточного потока с толуолом и водой при температуре, составляющей приблизительно от 75°C до 80°C. Вода может присутствовать как остаточная вода в остаточном потоке. Двухфазный экстракт фильтруют (получая осадок на фильтре) и разделяют. Профильтрованный толуольный экстракт направляют на концентрирование и последующее выделение неочищенной бензойной кислоты и паратолуиловой кислоты на стадиях 4 и 5.

3. Направление профильтрованного водного экстракта от стадии 2 на извлечение катализатора и тримеллитовой кислоты на стадии 8 и направление осадка на фильтре от стадии 2 на извлечение терефталевой кислоты/изофталевой кислоты на стадии 6.

4. Перекачивание толуольного экстракта от стадии 2 в систему испарения растворителя. Здесь толуол удаляют путем испарения, и все следы толуола удаляют в вакууме. Расплавленную неочищенную бензойную кислоту направляют в колонну для дистилляции бензойной кислоты.

5. Фракционирование неочищенной бензойной кислоты от стадии 4 как верхнего продукта в колонне для дистилляции бензойной кислоты и направление очищенной расплавленной бензойной кислоты в устройство для получения хлопьев. Хлопья чистой бензойной кислоты можно продавать. Нижний продукт из колонны для дистилляции бензойной кислоты направляют в колонну для дистилляции паратолуиловой кислоты для разделения паратолуиловой кислоты и органических остатков. Очищенную паратолуиловую кислоту извлекают как верхний продукт из колонны для дистилляции паратолуиловой кислоты, и ее можно возвращать в установку для окисления TA.

6. Экстракция осадка на фильтре от стадии 3 и стадии 8 метанолом и водой при температуре, составляющей приблизительно 60°C. Экстрагированную суспензию подвергают центрифугированию или фильтрованию для получения твердой терефталевой кислоты (содержащей приблизительно 90-99% терефталевой кислоты и приблизительно 1-10% изофталевой кислоты), которую можно возвращать в установку для окисления TA.

7. Концентрирование фильтрата/жидкости после центрифугирования от стадии 6 путем испарения и последующее охлаждение, которое переводит изофталевую кислоту в осадок. Полученную суспензию затем подвергают центрифугированию или фильтрованию и сушат. Так получается твердая изофталевая кислота, содержащая приблизительно 90-99% изофталевой кислоты и приблизительно 1-10% терефталевой кислоты, которую можно продавать.

8. Концентрирование водного экстракта от стадии 3 путем испарения воды до приблизительно 20%-40% объема и горячее фильтрование. Твердые вещества, остающиеся на фильтре, включают терефталевую кислоту и изофталевую кислоту, и этот материал направляют на извлечение терефталевой кислоты/изофталевой кислоты (стадия 6). Фильтрат охлаждают и подвергают центрифугированию или фильтрованию. Твердый осадок содержит неочищенную тримеллитовую кислоту. Ее затем очищают повторным растворением в горячей воде с последующим охлаждением и центрифугированием или фильтрованием. Очищенную тримеллитовую кислоту можно сушить и продавать

и

9. Реакция концентрированного фильтрата/жидкости после центрифугирования от стадии 8 с карбонатом натрия для осаждения карбонатов кобальта и марганца. Эту суспензию фильтруют и извлеченные карбонаты кобальта и марганца возвращаются в установку для окисления TA. Профильтрованный маточный раствор можно направлять на обработку исходящего потока.

следующий вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ извлечения компонентов остаточного потока от производства терефталевой кислоты (установки окисления TA), включающий:

1. Необязательно частичное или полное испарение уксусной кислоты и следов воды из остаточного потока от установки для окисления терефталевой кислоты необязательно в вакууме, и уксусную кислоту можно затем очищать необязательно путем ректификации.

2. Перемешивание и нагревание остаточного потока с толуолом и водой при температуре, составляющей приблизительно от 75°C до 80°C. Двухфазный экстракт фильтруют (получая осадок на фильтре) и разделяют. Профильтрованный толуольный экстракт направляют на концентрирование и последующее выделение неочищенной бензойной кислоты и паратолуиловой кислоты на стадиях 4 и 5.

3. Направление профильтрованного водного экстракта от стадии 2 на извлечение катализатора и тримеллитовой кислоты на стадии 9 и направление осадка на фильтре от стадии 2 на извлечение терефталевой кислоты/изофталевой кислоты на стадии 6.

4. Перекачивание толуольного экстракта от стадии 2 в систему испарения растворителя. Здесь толуол удаляют путем испарения, и все следы толуола удаляют в вакууме. Расплавленную неочищенную бензойную кислоту направляют в колонну для дистилляции бензойной кислоты на стадии 5.

5. Фракционирование неочищенной бензойной кислоты от стадии 4 как верхнего продукта в колонне для дистилляции бензойной кислоты и направление очищенной расплавленной бензойной кислоты в устройство для получения хлопьев. Хлопья чистой бензойной кислоты можно продавать. Нижний продукт из колонны для дистилляции бензойной кислоты направляют в колонну для дистилляции паратолуиловой кислоты для разделения паратолуиловой кислоты и органических остатков. Очищенную паратолуиловую кислоту извлекают как верхний продукт из дистилляционной колонны, и ее можно возвращать в установку для окисления TA.

6. Растворение осадка на фильтре от стадии 3 и стадии 9 в водном растворе аммиака (обычно содержащем приблизительно 10-30%, в том числе приблизительно 20-30% аммиака) при температуре, составляющей приблизительно 20-50°C. Полученный раствор фильтруют для удаления любого нерастворимого катализатора, присутствующего в остатке. Это особенно эффективно для удаления содержащего оксалаты металлов катализатора, который может присутствовать в остаточном потоке. Этот содержащий оксалаты металлов катализатор можно возвращать в установку для окисления TA или превратить в содержащий ацетаты металлов катализатор соответствующим путем.

7. Реакция профильтрованного раствора от стадии 6 с разбавленной минеральной кислотой, такой как азотная, серная или хлористоводородная кислота, для уменьшения pH в двухстадийном процессе. Значение pH уменьшается до интервала, составляющего приблизительно от 4 до 4,5, в результате чего терефталевая кислота переходит в осадок. Это твердое вещество, которое содержит приблизительно 90-95% терефталевой кислоты и 5-10% изофталевой кислоты, отделяют от раствора. Полученное твердое вещество затем промывают водой, и его можно возвращать в установку для окисления TA.

8. Реакция маточного раствора от стадии 7 с минеральной кислотой для уменьшения pH до интервала, составляющего приблизительно от 2,7 до 3, в результате чего изофталевая кислота переходит в осадок в осадок. Это твердое вещество, которое содержит приблизительно 91-92% изофталевой кислоты и приблизительно 8-9% терефталевой кислоты, отделяют от раствора, промывают водой, сушат, и его можно продавать. Маточный раствор от стадии 8 можно утилизировать в установке биологической очистки исходящего потока, или его можно направлять далее на реакцию с минеральной кислотой для осаждения бензойной кислоты и тримеллитовой кислоты, если это потребуется.

9. Концентрирование водного экстракта от стадии 3 путем испарения воды до приблизительно 20% объема и горячее фильтрование. Твердые вещества, остающиеся на фильтре, включают терефталевую кислоту и изофталевую кислоту, и этот материал направляют на извлечение терефталевой кислоты/изофталевой кислоты (стадия 6). Фильтрат охлаждают, осаждая дополнительное количество твердого вещества, которое отделяют. Твердый осадок содержит неочищенную тримеллитовую кислоту. Ее затем очищают повторным растворением в горячей воде с последующим охлаждением, осаждением и отделением. Очищенную тримеллитовую кислоту можно сушить и продавать

и

10. Реакция концентрированного маточного раствора от стадии 9 с карбонатом натрия для осаждения карбонатов кобальта и марганца. Эту суспензию фильтруют, и извлеченные карбонаты кобальта и марганца возвращаются в установку для окисления TA. Профильтрованный маточный раствор можно направлять на обработку исходящего потока.

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ извлечения компонентов остаточного потока от производства терефталевой кислоты (установки окисления TA), включающий:

1. Необязательно частичное или полное испарение уксусной кислоты и следов воды из остаточного потока от установки для окисления терефталевой кислоты необязательно в вакууме, и уксусную кислоту можно затем очищать необязательно путем ректификации.

2. Перемешивание и нагревание остаточного потока с толуолом и водой при температуре, составляющей приблизительно от 75°C до 80°C. Вода может присутствовать как остаточная вода в остаточном потоке. Двухфазный экстракт фильтруют (получая осадок на фильтре) и разделяют. Профильтрованный толуольный экстракт направляют на концентрирование и последующее выделение неочищенной бензойной кислоты и паратолуиловой кислоты на стадиях 4 и 5.

3. Направление профильтрованного водного экстракта от стадии 2 на извлечение катализатора и тримеллитовой кислоты на стадии 8 и направление осадка на фильтре от стадии 2 на извлечение терефталевой кислоты/изофталевой кислоты на стадии 6.

4. Перекачивание толуольного экстракта от стадии 2 в систему испарения растворителя. Здесь толуол удаляют путем испарения, и все следы толуола удаляют в вакууме. Расплавленную неочищенную бензойную кислоту направляют в колонну для дистилляции бензойной кислоты.

5. Фракционирование неочищенной бензойной кислоты от стадии 4 как верхнего продукта в колонне для дистилляции бензойной кислоты и направление очищенной расплавленной бензойной кислоты в устройство для получения хлопьев. Хлопья чистой бензойной кислоты можно продавать. Нижний продукт из колонны для дистилляции бензойной кислоты направляют в колонну для дистилляции паратолуиловой кислоты для разделения паратолуиловой кислоты и органических остатков. Очищенную паратолуиловую кислоту извлекают как верхний продукт из дистилляционной колонны, и ее можно возвращать в установку для окисления TA.

6. Экстракция осадка на фильтре от стадии 3 и стадии 8 метанолом и водой при температуре, составляющей приблизительно 60°C. Суспензию подвергают центрифугированию или фильтрованию для получения твердой терефталевой кислоты (содержащей приблизительно 90-99% терефталевой кислоты и приблизительно 1-10% изофталевой кислоты), которую можно возвращать в установку для окисления TA.

7. Концентрирование жидкости после центрифугирования/фильтрат от стадии 6 путем испарения и последующее охлаждение, которое переводит изофталевую кислоту в осадок. Полученную суспензию затем подвергают центрифугированию или фильтрованию и сушат. Так получается твердая изофталевая кислота, содержащая приблизительно 90-99% изофталевой кислоты и приблизительно 1-10% терефталевой кислоты, которую можно продавать.

8. Концентрирование водного экстракта от стадии 3 путем испарения воды до приблизительно 40% объема и горячее фильтрование. Твердые вещества, остающиеся на фильтре, включают терефталевую кислоту и изофталевую кислоту, и этот материал направляют на извлечение терефталевой кислоты/изофталевой кислоты (стадия 6). Фильтрат охлаждают до температуры, составляющей приблизительно 30-40°C, и отделяют осажденное твердое вещество. Твердый осадок содержит неочищенную тримеллитовую кислоту. Маточный раствор затем упаривают, уменьшая его объем на 50%, затем охлаждают до температуры, составляющей приблизительно 30-40°C, и снова отделяют осажденное твердое вещество. Объединенная неочищенная твердая тримеллитовая кислота от двух стадий разделения, содержащая приблизительно 70-75% тримеллитовой кислоты, затем поступает на стадию очистки тримеллитовой кислоты (стадия 9).

9. Промывание неочищенной тримеллитовой кислоты горячим растворителем на основе уксусной кислоты (содержащим приблизительно 90-95% уксусной кислоты и от приблизительно 5-10% воды) при температуре, составляющей приблизительно 90-100°C. Промытый осадок затем отфильтровывают от уксусной кислоты, и отфильтрованный осадок после этого промывают водой для удаления любой уксусной кислоты. После этого промытое твердое вещество сушат и затем продают или превращают в тримеллитовый ангидрид.

10. Охлаждение и фильтрование фильтрата в растворителе на основе уксусной кислоты от стадии 9, в результате чего осаждается ортофталевая кислота. После этого твердое вещество отфильтровывают и выводят из процесса. Профильтрованный содержащий уксусную кислоту растворитель можно возвращать в установку для окисления TA

и

11. Реакция объединенных маточных растворов от стадии 8 и водной промывочной жидкости от стадии 9 с карбонатом натрия для осаждения карбонатов кобальта и марганца. Суспензию фильтруют, и извлеченные карбонаты кобальта и марганца возвращаются в установку для окисления TA. Профильтрованный маточный раствор можно направлять на обработку исходящего потока.

Следующий вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ извлечения компонентов остаточного потока от производства изофталевой кислоты, включающий:

1. Необязательно полное или частичное испарение уксусной кислоты и следов воды из остаточного потока от установки для производства изофталевой кислоты необязательно в вакууме, и уксусную кислоту можно затем очищать необязательно путем ректификации.

2. Перемешивание и нагревание остаточного потока со смесью, содержащей приблизительно 50% метанола и приблизительно 50% воды, при температуре, составляющей приблизительно от 50°C до 80°C. Экстракт фильтруют (получая осадок на фильтре) и разделяют. Профильтрованный экстракт направляют на испарение растворителя и далее на экстракцию растворителем на стадии 3.

3. Перекачивание экстракта от стадии 2 в систему испарения растворителя. Здесь содержащий метанол и воду растворитель удаляют путем испарения. После этого твердое вещество экстрагируют толуолом и водой, полученную двухфазную смесь фильтруют и затем подвергают фазовому разделению в декантаторе, получая две жидкие фазы.

4. Перекачивание толуольного экстракта от стадии 3 в систему испарения растворителя. Здесь толуол удаляют путем испарения, и все следы толуола удаляют в вакууме. Расплавленную неочищенную бензойную кислоту направляют в колонну для дистилляции бензойной кислоты.

5. Фракционирование неочищенной бензойной кислоты от стадии 4 как верхнего продукта в колонне для дистилляции бензойной кислоты и направление очищенной расплавленной бензойной кислоты в устройство для получения хлопьев. Хлопья чистой бензойной кислоты можно продавать. Нижний продукт из колонны для дистилляции бензойной кислоты направляют в колонну для дистилляции метатолуиловой кислоты для разделения толуиловой кислоты и органических остатков. Очищенную метатолуиловую кислоту извлекают как верхний продукт из колонны для дистилляции метатолуиловой кислоты, и ее можно возвращать в установку для окисления изофталевой кислоты.

6. Растворение осадка на фильтре от стадии 2 и стадии 9 в водном растворе аммиака (обычно содержащем приблизительно 10-30%, в том числе приблизительно 20-30% аммиака) при температуре, составляющей приблизительно 20-50°C. Полученный раствор фильтруют для удаления любого нерастворимого катализатора, который присутствует в остатке.

7. Реакция профильтрованного раствора от стадии 6 с разбавленной минеральной кислотой, такой как азотная, серная или хлористоводородная кислота, для уменьшения pH в двухстадийном процессе. Значение pH уменьшают до интервала, составляющего приблизительно от 4 до 4,5, в результате чего терефталевая кислота переходит в осадок. Это твердое вещество, которое содержит приблизительно 90-95% терефталевой кислоты и от приблизительно 5-10% изофталевой кислоты, отделяют от раствора. Полученное твердое вещество затем промывают водой, и его можно упаковывать для внешней торговли.

8. Реакция маточного раствора от стадии 7 с минеральной кислотой для уменьшения pH до интервала, составляющего приблизительно от 2,7 до 3, в результате чего изофталевая кислота переходит в осадок. Это твердое вещество, которое содержит приблизительно 91-92% изофталевой кислоты и от приблизительно 8-9% терефталевой кислоты, отделяют от раствора, затем промывают водой и возвращают на установку для окисления изофталевой кислоты. Маточный раствор от стадии 8 можно утилизировать в установке биологической очистки исходящего потока или его можно направлять далее на реакцию с минеральной кислотой для осаждения бензойной кислоты и тримеллитовой кислоты, если это потребуется.

9. Концентрирование водного экстракта от стадии 3 путем испарения воды до приблизительно 20%-40% объема и горячее фильтрование. Твердые вещества, остающиеся на фильтре, включают терефталевую кислоту и изофталевую кислоту, и этот материал направляют на извлечение терефталевой кислоты/изофталевой кислоты (стадия 6). Фильтрат охлаждают и отделяют осажденное твердое вещество. Твердый осадок содержит неочищенную тримеллитовую кислоту. Ее затем очищают повторным растворением в горячей воде с последующим охлаждением и центрифугированием. Очищенную тримеллитовую кислоту можно сушить и упаковывать для продажи

и

10. Реакция концентрированного маточного раствора от стадии 9 с карбонатом натрия для осаждения карбонатов кобальта и марганца. Эту суспензию фильтруют и извлеченные карбонаты кобальта и марганца возвращаются в установку для окисления изофталевой кислоты. Профильтрованный маточный раствор можно направлять на обработку исходящего потока.

Еще один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ извлечения компонентов остаточного потока от производства изофталевой кислоты, включающий:

1. Необязательно полное или частичное испарение уксусной кислоты и следов воды из остаточного потока от установки для производства изофталевой кислоты необязательно в вакууме, и уксусную кислоту можно затем очищать необязательно путем ректификации.

2. Перемешивание и нагревание остаточного потока с толуолом и водой при температуре, составляющей приблизительно от 75°C до 80°C. Вода может присутствовать как остаточная вода в остаточном потоке. Двухфазный экстракт фильтруют (получая осадок на фильтре) и разделяют. Профильтрованный толуольный экстракт направляют на концентрирование и последующее выделение неочищенной бензойной кислоты и метатолуиловой кислоты на стадиях 4 и 5.

3. Направление профильтрованного водного экстракта от стадии 2 на извлечение катализатора и тримеллитовой кислоты на стадии 8 и направление осадка на фильтре от стадии 2 на извлечение терефталевой кислоты / изофталевой кислоты на стадии 6.

4. Перекачивание толуольного экстракта от стадии 2 в систему испарения растворителя. Здесь толуол удаляют путем испарения и все следы толуола удаляют в вакууме. Расплавленную неочищенную бензойную кислоту направляют в колонну для дистилляции бензойной кислоты.

5. Фракционирование неочищенной бензойной кислоты от стадии 4 как верхнего продукта в колонне для дистилляции бензойной кислоты и направление очищенной расплавленной бензойной кислоты в устройство для получения хлопьев. Хлопья чистой бензойной кислоты можно продавать. Нижний продукт из колонны для дистилляции бензойной кислоты направляют в колонну для дистилляции метатолуиловой кислоты для разделения метатолуиловой кислоты и органических остатков. Очищенную метатолуиловую кислоту извлекают как верхний продукт из колонны для дистилляции метатолуиловой кислоты, и ее можно возвращать в установка для окисления IPA.

6. Экстракция осадка на фильтре от стадии 3 и стадии 8 метанолом и водой при температуре, составляющей приблизительно 60°C. Суспензию подвергают центрифугированию/фильтрованию для получения твердой терефталевой кислоты (содержащей приблизительно 90-99% терефталевой кислоты и приблизительно 1-10% изофталевой кислоты), которую можно сушить и упаковывать для продажи.

7. Концентрирование жидкости после цен