Способ получения очищенной терефталевой кислоты

Способ получения очищенной терефталевой кислоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в способе получения очищенной терефталевой кислоты. Более конкретно, способ включает этапы, на которых получают сырую терефталевую кислоту с использованием пара-ксилола в качестве исходного материала, и затем подвергают сырую терефталевую кислоту гидроочистке в объединенном процессе.

Уровень техники

Когда получают сырую терефталевую кислоту до этапа очистки, пара-ксилол в качестве исходного материала подвергают жидкофазному окислению, и с высоким выходом получают кристаллы образовавшейся сырой терефталевой кислоты в уксуснокислотном растворителе. Затем уксуснокислотный растворитель, отделенный от кристаллов сырой терефталевой кислоты, также регенерируют. Здесь важно вовлекать уксусную кислоту в рециркуляцию, чтобы свести к минимуму потерю уксусной кислоты во время регенерации. Таким образом, требовался экономичный в промышленном масштабе способ, в частности, малозатратный производственный процесс, на основе минимизации потерь уксусной кислоты.

В типичном способе получения очищенной терефталевой кислоты пара-ксилол, растворенный в уксуснокислотном растворителе, сначала подвергают жидкофазному окислению, и затем получают кристаллы сырой терефталевой кислоты (СТА). Полученные кристаллы сырой терефталевой кислоты подвергают твердофазно-жидкостному разделению, промыванию и сушке для получения порошка по существу не содержащего уксусной кислоты кристаллов. После этого собранные таким образом кристаллы сырой терефталевой кислоты направляют на этап очистки, в результате чего получают очищенную терефталевую кислоту (РТА).

В этом способе кристаллы, которые были подвергнуты твердофазно-жидкостному отделению от суспензии кристаллов сырой терефталевой кислоты, собирают в виде фильтрационного осадка (или влажных кристаллов), содержащего реакционный растворитель (то есть уксуснокислотный растворитель, содержащий, например, катализатор и побочные продукты реакции). Вследствие этого кристаллы в фильтрационном осадке могут быть промыты уксуснокислотным растворителем (например, регенерированной уксусной кислотой из дегидратационной ректификационной колонны и свежей промышленной уксусной кислотой для пополнения) для получения содержащего уксуснокислотный растворитель кристаллического фильтрационного осадка, который по существу не содержит катализатор и побочные продукты реакции. Этот фильтрационный осадок представляет собой содержащие уксусную кислоту влажные кристаллы сырой терефталевой кислоты (например, с содержанием уксусной кислоты от около 8 до 13 масс.%). Эти влажные кристаллы высушивают для испарения и удаления содержащейся в них уксусной кислоты, и затем получают по существу не содержащую уксусной кислоты сырую терефталевую кислоту в виде кристаллического порошка. Далее эти стадии называются «этапом получения сырой терефталевой кислоты».

На этапе получения сырой терефталевой кислоты испаряют и отделяют уксусную кислоту, содержащуюся в собранном кристаллическом фильтрационном осадке (или во влажных кристаллах). Для этой цели нужно иметь сушильное оборудование, чтобы получать высушенный кристаллический порошок. Более конкретно, примеры сушильного оборудования, необходимого для испарения и отделения уксусной кислоты, содержащейся во влажных кристаллах сырой терефталевой кислоты, включают сушильную колонну с псевдоожиженным слоем и вращающуюся сушилку типа барабана с нагревательными трубами, с нагревательным блоком, который создает циркуляцию нагретого инертного газа.

Кроме того, требуется наличие специального оборудования, которое используется для обработки порошка и необходимо для переноса, взвешивания, хранения или транспортирования большого количества высушенного кристаллического порошка. Конкретные примеры оборудования включают ленточные или ковшовые конвейерные системы, и конвейерное устройство на основе газа низкой плотности или высокой плотности, в котором используют инертный газ для транспортирования кристаллического порошка. Кроме того, примеры дополнительного необходимого оборудования включают резервуар для хранения порошка, или контейнер для взвешивания и хранения порошкообразного продукта, и бункер для порошка.

В дополнение, во время проведения этапа получения сырой терефталевой кислоты отделенный маточный раствор, который собран в стадии твердофазно-жидкостного разделения, выведенная уксуснокислотная отработанная промывная жидкость, собранная в стадии промывания уксусной кислотой отделенного фильтрационного осадка, и уксуснокислотный растворитель, который был собран в стадии промывания газа (например, циркуляционного газа во время процесса сушки и отходящего газа из реакции окисления), могут быть повторно использованы как часть растворителя для реакции окисления, применяемого для окисления пара-ксилола. Однако в этом отношении уксуснокислотный растворитель, за исключением повторно используемого, направляют в стадию регенерации уксуснокислотного растворителя, и получают не содержащую загрязняющих примесей регенерированную уксусную кислоту с высокой чистотой.

Стадия регенерации уксуснокислотного растворителя включает концентрирование и отделение катализатора окисления, содержащегося в реакционном растворителе, ароматического побочного продукта, такого как бензойная кислота, и побочного реакционного продукта с высокой молекулярной массой, такого как смолообразный полимерный побочный продукт. Между тем, побочные продукты с низкой молекулярной массой, такие как вода и метилацетат, отделяют посредством дистилляции в дегидратационной ректификационной колонне, и затем регенерируют уксуснокислотный растворитель. В дегидратационной ректификационной колонне воду и метилацетат, например, отгоняют с верха колонны, и уксусную кислоту выводят из донной части колонны в качестве кубового продукта. Этим путем извлекают уксуснокислотный растворитель в виде регенерированной уксусной кислоты с высокой чистотой и высоким выходом регенерации (например, около 92% или выше). Регенерированную таким образом уксусную кислоту вовлекают в рециркуляцию на этап получения сырой терефталевой кислоты.

Чтобы сократить количество уксусной кислоты, отгоняемой с водным дистиллятом с верха колонны, дегидратационная ректификационная колонна должна представлять собой ректификационную колонну с увеличенным числом тарелок (около 80 тарелок), и необходима флегмовая жидкость с высоким флегмовым числом (от 4 до 7). Эта операция требует расхода большого количества энергии. В дополнение, водные компоненты (вода как продукт реакции), которые были отделены и отогнаны с верха колонны, включают соединения с низкой температурой кипения (например, метилацетат). Вследствие этого отогнанные водные компоненты подают вновь в колонну для регенерации растворителя, и подвергают их испарению и дистилляции для отделения и сбора фракции с низкой температурой кипения, такой как метилацетат. Затем поток, выходящий из донной части колонны для регенерации растворителя, выводят как водный реакционный продукт, образованный на этапе получения сырой терефталевой кислоты, и подвергают обработке как сточные воды.

Однако вода, отогнанная с верха дегидратационной ректификационной колонны, содержит некоторое количество уксуснокислотного растворителя (то есть около 1 масс.% или ниже). Между тем уксуснокислотный растворитель, не отделенный и не выведенный в качестве выходного потока колонны для регенерации растворителя, тем самым должен быть отправлен в отходы. Это приводит к потере уксуснокислотного растворителя. Соответственно этому, необходимое оборудование для получения сырой терефталевой кислоты включает: стадию, в которой снижают содержание уксусной кислоты в водном дистилляте из дегидратационной ректификационной колонны; и стадию регенерации уксуснокислотного растворителя для получения высокочистой уксусной кислоты в качестве кубового продукта, причем обе эти стадии действуют одновременно в ходе получения сырой терефталевой кислоты. Важной задачей экономически выгодного промышленного производства сырой терефталевой кислоты является минимизация потери уксусной кислоты в дегидратационной ректификационной колонне во время стадии регенерации уксуснокислотного растворителя, и сокращение количества энергии, требуемой для дегидратационной очистки уксусной кислоты (то есть для получения высокочистой регенерированной уксусной кислоты).

С учетом вышеуказанных обстоятельств, таких как возросшая в недавнее время потребность в очищенной терефталевой кислоте, повысилась мощность оборудования для производства сырой терефталевой кислоты. Вследствие этого оборудование для обработки порошка, используемое после процесса сушки вышеуказанных влажных кристаллов сырой терефталевой кислоты, стало представлять собой более крупногабаритные установки или многочисленные установки. Тем самым возникла все возрастающая потребность в технологическом усовершенствовании, которое называется процессом без использования сушилки. В процессе без использования сушилки кристаллы сырой терефталевой кислоты подвергают твердофазно-жидкостному разделению и промыванию для получения влажных кристаллов; затем влажные кристаллы смешивают с водным растворителем для очистки как есть; и затем смесь используют как суспензию для получения очищенной терефталевой кислоты.

В способе без использования сушилки исключают процесс сушки влажных кристаллов (или кристаллического фильтрационного осадка) и процесс переноса кристаллического порошка. Способ без использования сушилки не нуждается в оборудовании для сушки и процесса переноса, чем могут быть сэкономлены затраты на оборудование, сокращены технологические проблемы во время обращения с порошком, так что сокращаются и эксплуатационные расходы. Нижеследующие патентные документы описывают технологии на основе способа без использования сушилки.

Патентный документ JP-H05-065246А раскрывает способ получения суспензии кристаллов сырой терефталевой кислоты, причем способ включает стадии, в которых: фильтруют суспензию кристаллов сырой терефталевой кислоты, образованных в уксуснокислотном растворителе, с использованием фильтра (или ленточного фильтра), в котором применяют подвижную ленту в качестве фильтрующего материала; используют водную среду для достаточного промывания фильтрационного осадка (или первого влажного осадка) на ленточном фильтрующем материале; и суспендируют собранный кристаллический фильтрационный осадок (или второй влажный осадок) в свежей воде (например, в чистой воде, деминерализованной воде) для получения суспензии кристаллов сырой терефталевой кислоты.

В этой технологии кристаллический фильтрационный осадок (или первый влажный осадок) после фильтрации с использованием фильтра подвергают промыванию в противоточном режиме, в котором уксуснокислотную фракцию, каталитический компонент, и остаточный компонент, сохранившийся в кристаллическом фильтрационном осадке, многократно вымывают с использованием отработанной промывной жидкости в направлении, противоположном перемещению подвижной ленты. Наконец, кристаллы после промывания в противоточном режиме промывают свежей водой (то есть чистой водой) в зоне конечного промывания (то есть на стороне выхода кристаллов). Это позволяет собрать сырую терефталевую кислоту в виде кристаллического фильтрационного осадка, который по существу является смоченным водой. Кроме того, к собранному кристаллическому фильтрационному осадку добавляют еще одну водную среду (то есть водный растворитель для гидроочистки) для получения суспензии. Затем суспензию нагревают до образования водного раствора. Далее описано, что после этого полученный водный раствор может быть направлен на этап очистки сырой терефталевой кислоты.

В дополнение, патентный документ JP-H06-327915А описывает, что вращающийся фильтр (например, вращающийся барабанный фильтр) с вращающейся фильтрующей средой используют для фильтрации суспензии кристаллов сырой терефталевой кислоты в уксуснокислотном растворителе, в то время как фильтрующая среда вращается, для получения кристаллического фильтрационного осадка (или влажных кристаллов) на фильтрующей среде. Полученный кристаллический фильтрационный осадок промывают свежей водой в зоне конечного промывания. Выходящий поток после промывания используют для многократного промывания кристаллического фильтрационного осадка по направлению, которое является противоположным направлению вращения фильтрующей среды. Этот способ называется промыванием в противоточном режиме. С использованием этого способа влажные кристаллы сырой терефталевой кислоты могут быть собраны из зоны конечного промывания. Затем собранные кристаллы обрабатывают с использованием водной среды для получения суспензии. Описано, что эта суспензия может быть направлена непосредственно на этап получения очищенной терефталевой кислоты.

В этой технологии выходной поток конечной отработанной промывной жидкости используют для многократно повторяющегося выполнения промывания в противоточном режиме. Таким образом, эта технология делает возможным сокращение количества используемой свежей воды. Многократно повторяющееся промывание обеспечивает повышение до высоких уровней концентрации уксусной кислоты в отработанной промывной жидкости. Соответственно этому, желательно, чтобы эта отработанная промывная жидкость могла быть непосредственно использована для реакции окисления пара-ксилола без дегидратационной дистилляции.

В дополнение, патентный документ JP-2620820В представляет, что: фильтр типа фильтрующей ячейки (например, напорный фильтр BHS-FEST производства фирмы BHS-WERK Inc.), имеющий специальную фильтрационную зону, используют для подвергания суспензии кристаллов сырой терефталевой кислоты в уксуснокислотном растворителе высокоэффективной фильтрации и промыванию водой (напорному вытеснительному промыванию); и суспензию также подвергают многократному промыванию в противоточном режиме с использованием отработанной промывной жидкости. Описано, что эта технология обеспечивает возможность промывания малым количеством воды и позволяет получать влажные кристаллы сырой терефталевой кислоты с остаточным количеством уксусной кислоты 5000 млн^-1 (то есть 0,5 масс.%) или менее в расчете на сырую терефталевую кислоту. Следует отметить, что кристаллы сырой терефталевой кислоты могут быть непосредственно направлены на этап очистки в последующей стадии.

В этом способе количество вновь добавляемой промывной воды также является малым (то есть промывное отношение = от 0,15 до 0,35 (массовое отношение): «промывная вода/кристаллы сырой терефталевой кислоты»). Отработанная промывная жидкость, выведенная из конечной стадии промывания, содержит уксусную кислоту с высоким уровнем концентрации. Вследствие этого отработанную промывную жидкость направляют в процесс производства терефталевой кислоты и повторно используют как есть. В альтернативном варианте, отработанную промывную жидкость направляют в дегидратационную ректификационную колонну для извлечения уксусной кислоты как регенерированной уксусной кислоты, и регенерированную уксусную кислоту вовлекают в рециркуляцию в производственном процессе. Кроме того, содержащие уксусную кислоту кристаллы сырой терефталевой кислоты могут быть смешаны с водным растворителем для очистки и могут быть поданы в виде суспензии кристаллов на этап очистки. В этом случае обоснованным является допущение, что этот способ приводит к потере уксуснокислотного растворителя. Уксуснокислотный растворитель также может действовать как каталитический яд для катализатора гидроочистки, так что необходимо удалять уксуснокислотный растворитель до уровня (например, 5000 млн^-1 (0,5 масс.%) или менее), который соответствует по существу отсутствию уксусной кислоты в кристаллах сырой терефталевой кислоты.

Здесь вышеуказанные патентные документы JP-H05-065246А, JP-H06-327915А и JP-2620820В раскрывают технологии в отношении способов фильтрации-промывания с использованием водного растворителя (то есть в этих способах слой отфильтрованных кристаллов располагается поверх фильтрующей среды; и промывная вода вытесняется во время промывания). Однако в этих способах затруднительно полностью удалить уксусную кислоту из кристаллов сырой терефталевой кислоты. Тогда появилась технология, раскрытая в патентном документе JP-3859178В. Патентный документ JP-3859178В представляет комбинацию способа суспензионного промывания и способа фильтрационного промывания. В этом способе кристаллы сырой терефталевой кислоты в уксуснокислотном растворителе подвергают твердофазно-жидкостному разделению. Затем водный промывной растворитель используют для перемешивания и смешения, чтобы повторно суспендировать кристаллы (то есть с образованием повторной суспензии). Затем повторно суспендированный раствор подвергают фильтрации и промыванию.

В этой технологии суспензию кристаллов сырой терефталевой кислоты в уксуснокислотном растворителе подвергают фильтрационному разделению и фильтрационному промыванию с использованием первого вращающегося барабанного фильтра. Затем кристаллический фильтрационный осадок, собранный после промывания, подвергают повторному суспендированию и промыванию (или промыванию повторной суспензии) с использованием водной отделенной среды и отработанной промывной жидкости из кристаллического фильтрационного осадка второго вращающегося барабанного фильтра, и дополнительной свежей воды. Затем второй вращающийся барабанный фильтр используют для повторения фильтрационного разделения и фильтрационного промывания, так что проводится достаточное промывание водой. Кристаллический фильтрационный осадок, собранный в этом процессе, находится во влажном состоянии, будучи включающим воду с низким содержанием уксусной кислоты. В дополнение, в этой технологии количество воды, вновь добавляемой для суспензионного промывания, является относительно большим (то есть промывное отношение = 1,0 (массовое отношение): «промывная вода/кристаллы сырой терефталевой кислоты»). Соответственно этому, технология может снижать содержание уксусной кислоты в извлеченном кристаллическом фильтрационном осадке (например, отношение уксусной кислоты к кристаллам сырой терефталевой кислоты = 0,1 масс.%). В это время отработанную промывную жидкость направляют в дегидратационную ректификационную колонну в стадии регенерации уксуснокислотного растворителя и подвергают обезвоживанию. Затем описано, что уксусную кислоту регенерируют как кубовый продукт, вытекающий через донную часть колонны.

Вышеуказанные патентные документы описывают способы без использования сушилки, которые являются эффективными способами для получения очищенной терефталевой кислоты. Однако вновь добавленная вода для промывания кристаллического фильтрационного осадка выводится в виде отработанной промывной жидкости, сообразно чему отработанная промывная жидкость содержит уксусную кислоту. Ввиду этого, в то время как отработанная промывная жидкость, содержащая уксусную кислоту с высокой концентрацией, может быть непосредственно использована для реакции окисления, содержание уксусной кислоты во вновь добавленной воде для промывания должно было быть каким-то образом устранено. Более конкретно, вновь добавленная вода, вместе с водным реакционным продуктом, образовавшимся во время реакции окисления, должна быть направлена в стадию регенерации уксуснокислотного растворителя и подвергнута обезвоживанию и отделению с использованием дегидратационной ректификационной колонны.

Таким образом, вода, вновь добавляемая для промывания кристаллического фильтрационного осадка, приводит к увеличению количества воды, которую подвергают обезвоживанию и отделению с использованием дегидратационной ректификационной колонны, в любом из вышеуказанных способов. Поэтому возрастает расход энергии для дегидратационной дистилляции. Это повышение энергопотребления на обезвоживание в дегидратационной ректификационной колонне является одной из причин того, почему способ без использования сушилки не нашел промышленного применения в способе получения сырой терефталевой кислоты.

Между тем, патентные документы JP-S62-041219В и WO 96/06065 раскрывают технологии усовершенствования способа во время стадии регенерации уксуснокислотного растворителя. В процессе дистилляции уксусной кислоты с использованием дегидратационной ректификационной колонны добавляют азеотропный агент, который образует азеотропную композицию с водой, для выполнения обезвоживания путем азеотропной перегонки. В рамках этих технологий предлагается снизить расход энергии на обезвоживание и сократить потери уксусной кислоты, полученной с верха колонны. В стадии регенерации уксуснокислотного растворителя, раскрытой в этих патентных документах, подводимый поток содержащего воду раствора уксусной кислоты, который вытекает из реакционной смеси процесса окисления, чтобы быть направленным в дегидратационную ректификационную колонну, представляет собой содержащий воду раствор уксусной кислоты с содержанием воды 30 масс.% или менее (то есть содержанием уксусной кислоты 70 масс.% или более) (см. патентный документ JP-S62-041219В). Кроме того, вышеуказанный подводимый поток представляет собой содержащий воду раствор уксусной кислоты с содержанием воды от 20 до 40 масс.% (то есть с содержанием уксусной кислоты от 60 до 80 масс.%) (см. патентный документ WO 96/06065). Соответственно этому, следует отметить, что в патентных документах JP-S62-041219В и WO 96/06065 способ азеотропной перегонки в конечном счете используется для содержащего воду раствора уксусной кислоты с высоким содержанием уксусной кислоты.

Кроме того, патентный документ WO 2007/038258 предложил энергосберегающую технологию обезвоживания, в которой азеотропный агент, применяемый для процесса дегидратационной дистилляции с использованием азеотропной перегонки, используют в качестве экстрагирующего растворителя, который применяется для экстракции уксусной кислоты из содержащего воду раствора уксусной кислоты. Тем самым, после отделения от него воды, содержащую воду фракцию уксусной кислоты подают в дегидратационную ректификационную колонну.

Однако вышеуказанные патентные документы JP-S62-041219В и WO 96/06065 описывают, что раствор уксусной кислоты, происходящий из реакционного растворителя в процессе окисления на этапе получения сырой терефталевой кислоты, имеет меньшее содержание воды (то есть относительно высокое содержание уксусной кислоты в растворе). Здесь, в способе экстракционного разделения, раскрытом в патентном документе WO 2007/038258, экстрагирующий растворитель (или азеотропный агент) смешивают с раствором уксусной кислоты, имеющим меньшее содержание воды (то есть с высококонцентрированным раствором уксусной кислоты), вследствие чего смесь будет становиться однородным раствором. Таким образом, смесь не может быть разделена на две несмешивающиеся фазы, так что будет затруднительно экстрагировать уксусную кислоту с использованием азеотропного агента (то есть экстрагирующего растворителя). Поэтому представленная в патентном документе WO 2007/038258 энергосберегающая технология обезвоживания, выполняемая с использованием непосредственно экстракционного процесса для отделения воды от раствора уксусной кислоты с высокой концентрацией, полученного из реакции окисления, и далее выполняемая в комбинации с процессом дегидратационной дистилляции, едва ли является применимой как таковая.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Принимая во внимание вышеуказанные обстоятельства, авторы настоящего изобретения обнаружили, что, когда кристаллический фильтрационный осадок, отделенный на этапе получения сырой терефталевой кислоты, промывают водным растворителем и свежей водой, полученный выходящий водный раствор, содержащий уксусную кислоту, имеет содержание уксусной кислоты от 5 до 30 масс.%; и тем самым применим процесс экстракционного отделения воды с использованием органического растворителя, без дегидратационной дистилляции. Кроме того, авторы настоящего изобретения дополнительно нашли, что этот способ сочетается со способом без использования сушилки для вышеуказанных кристаллов сырой терефталевой кислоты; и эта комбинация может улучшать способ получения сырой терефталевой кислоты. В результате этого авторы настоящего изобретения разработали технологическую систему, в которой такой процесс промывания, в котором кристаллический фильтрационный осадок, подвергнутый твердофазно-жидкостному разделению на этапе получения сырой терефталевой кислоты, промывают водой, объединяют с экстракционным процессом, в котором уксусную кислоту экстрагируют из водной отработанной промывной жидкости, и отделяют воду. Эта технологическая система найдена пригодной в качестве нового способа без использования сушилки.

Здесь авторы настоящего изобретения сосредоточились на том обстоятельстве, что уксуснокислотный фильтрационный осадок (содержащие уксусную кислоту влажные кристаллы), образованный на этапе получения сырой терефталевой кислоты, имеет содержание уксусной кислоты от около 8 до 13 масс.% (то есть содержание уксусной кислоты от около 8,7 до 14,9 масс.% в сухих кристаллах). Соответственно этому, в способе, в котором содержащие уксусную кислоту влажные кристаллы могут быть промыты водным растворителем с использованием вновь добавляемой воды, и могут быть извлечены по существу свободные от уксусной кислоты содержащие воду влажные кристаллы (с содержанием уксусной кислоты 5000 млн^-1 (0,5 масс.%) или менее), содержание уксусной кислоты, присутствующей в отработанной промывной жидкости, обычно составляет от около 5 до 30 масс.%, хотя содержание уксусной кислоты может варьировать в зависимости от количества вновь добавленной воды. Следует отметить, что термин «вновь добавленная вода» имеет отношение к вновь добавляемой воде, иной, нежели водный растворитель, который многократно используется для промывания водой способом повторяющегося фильтрационного промывания в противоточном режиме с использованием вышеуказанного фильтра, или способа промывания, в котором объединяют суспензионное промывание и фильтрационное промывание. Примеры вновь добавленной воды включают чистую воду, такую как деминерализованная вода.

Между тем, для экстракции уксусной кислоты из вышеуказанной отработанной промывной жидкости (содержащего уксусную кислоту водного раствора), и для отделения воды может быть применен экстрагирующий растворитель. Когда принимают во внимание характеристики экстрагирующего растворителя (например, фазовое равновесие в системе трех компонентов), эта процедура представляет собой способ, эффективный для экономии энергии для обезвоживания, как процесс отделения воды путем формирования двух несмешивающихся фаз. Здесь авторы настоящего изобретения рассматривали конструкцию технологической системы, которая объединяет процесс экстракции уксусной кислоты для извлечения уксусной кислоты отделением воды от вышеуказанной отработанной промывной жидкости, и процесс (способ без использования сушилки) без вышеуказанных стадий сушки и переноса.

Во-первых, авторы настоящего изобретения рассматривали ситуацию, что суспензию кристаллов сырой терефталевой кислоты подвергают твердофазно-жидкостному разделению, и затем промыванию водой для отделения содержащего воду влажного кристаллического фильтрационного осадка, по существу без уксусной кислоты (с содержанием уксусной кислоты 5000 млн^-1 (0,5 масс.%) или менее). Авторы настоящего изобретения дополнительно рассматривали вариант извлечения по отдельности всего объема содержащей уксусную кислоту отработанной промывной жидкости без смешения с отделенным маточным раствором и уксуснокислотным раствором (уксуснокислотной выходящей жидкостью), чтобы вымывать уксусную кислоту из кристаллов сырой терефталевой кислоты, или без смешения этих уксуснокислотных растворов (уксуснокислотной выходящей жидкости) с вышеуказанной отработанной промывной жидкостью.

Кроме того, авторы настоящего изобретения рассматривали способ, в котором уксусную кислоту экстрагируют из собранной отработанной промывной жидкости (с содержанием уксусной кислоты от около 5 до 30 масс.% в содержащем уксусную кислоту водном растворе) согласно экстракционному процессу с использованием органического растворителя; и рассматривали способ получения водного раствора с заметно сниженным содержанием уксусной кислоты и отделения воды в качестве рафината. Более того, авторы настоящего изобретения поставили целью применение экстракционного процесса без дистилляционного разделения, для достижения такого содержания уксусной кислоты в рафинате, как содержание уксусной кислоты (0,7 масс.% или менее), эквивалентное содержанию в водном растворе из дегидратационной дистилляции, полученного в процессе дегидратационной дистилляции с использованием двухкомпонентной системы «уксусная кислота-вода» (в отношении способа двухкомпонентного дистилляционного разделения см., пожалуйста, вышеуказанные патентные документы JP-S62-041219В и WO 2007/038258).

Уксуснокислотный экстракт, который был получен экстрагированием уксусной кислоты из содержащего уксусную кислоту водного раствора с использованием органического растворителя, подают в стадию регенерации уксуснокислотного растворителя, составляющую часть этапа получения сырой терефталевой кислоты. После того, как экстрагирующий растворитель был отделен в дегидратационной ректификационной колонне, уксусную кислоту выводят от донной части дегидратационной ректификационной колонны. Между тем, рафинат водного раствора подают в колонну для регенерации растворителя в ходе выполнения стадии регенерации уксуснокислотного растворителя. После того, как содержащийся (растворенный) экстрагирующий растворитель отделен отпариванием (испарением) или отгонкой, остаток подвергают обработке как сточные воды. Вследствие этого вся уксусная кислота, содержащаяся в рафинате, оказывается потерянной. Соответственно этому, чтобы оптимизировать способ регенерации уксусной кислоты, присутствующей в отработанной промывной жидкости, необходимо снизить содержание уксусной кислоты (0,7 масс.% или менее), находящейся в рафинате. Здесь целью настоящего изобретения является создание энергосберегающего способа, обеспечивающего сокращение потерь уксусной кислоты в технологическом процессе, включающего: стадию, в которой проводят разделение/промывание собранных кристаллов по существу не содержащей уксусную кислоту сырой терефталевой кислоты; и стадию регенерации уксуснокислотного растворителя с использованием процесса экстракции/разделения, в котором уксусную кислоту извлекают из отработанной промывной жидкости, выведенной во время промывания кристаллов сырой терефталевой кислоты, и отделяют воду, чтобы содействовать промышленному использованию способа без использования сушилки.

Экстрагирующий растворитель (то есть органический растворитель), используемый в процессе экстракции уксусной кислоты для экстрагирования уксусной кислоты из содержащей уксусную кислоту отработанной промывной жидкости (то есть уксуснокислотного водного раствора), должен обеспечивать возможность разделения смеси (то есть системы «уксусная кислота-вода-экстрагирующий растворитель») с содержащим уксусную кислоту водным раствором по меньшей мере на две фазы (то есть двух несмешивающихся фаз на органическую фазу и водную фазу). Для достижения этого концентрация уксусной кислоты должна быть установлена на концентрацию точки полного смешения частично смешивающихся жидкостей или меньшую, при которой смесь трех компонентов является однородной. Здесь термин «точка полного смешения частично смешивающихся жидкостей» имеет отношение к точке, где граница между водной фазой и органической фазой исчезает, как описано далее в ФИГ. 3. Более конкретно, когда выполняют процесс экстракции уксусной кислоты с использованием подходящего органического растворителя, содержание уксусной кислоты в смеси трех компонентов представляется составляющим не больше, чем около 50 масс.%, или меньше, или около 40 масс.% или менее. Соответственно этому, когда используют содержащий воду раствор уксусной кислоты с таким высоким содержанием уксусной кислоты, добавление экстрагирующего растворителя может не образовывать разделение на слои из двух фаз, или же к нему должно быть добавлено большое количество экстрагирующего растворителя.

Обычно после твердофазно-жидкостного разделения суспензии кристаллов сырой терефталевой кислоты в содержащих уксусную кислоту влажных кристаллах остается от 8 до 13 масс.% (от около 8,7 до 14,9 масс.% в расчете на сухие кристаллы) уксусной кислоты, и содержащие уксусную кислоту влажные кристаллы после образования вышеуказанных кристаллов дополнительно промывают уксуснокислотным растворителем. Вследствие этого количество уксусной кислоты, содержащейся в отработанной промывной жидкости, выводимой во время многократного фильтрационного промывания в противоточном режиме, предполагается составляющим от около 16 до 29 масс.%, тогда как количество добавленной воды составляет половину массы кристаллического порошка терефталевой кислоты. В дополнение, как предполагается, в это время получается по существу не содержащая уксусной кислоты сырая терефталевая кислота (с содержанием уксусной кислоты 5000 млн^-1 (то есть 0,5 масс.%) или менее).

Кроме того, при добавлении воды в количестве, составляющем 0,75, 1,0, 1,5 или 2 величины массы кристаллов, может быть выполнен способ фильтрационного промывания или способ промывания, объединяющий суспензионное промывание и фильтрационное промывание. В таком случае содержание уксусной кислоты предполагается составляющим от около 11 до 19 масс.%, от около 8 до 14 масс.%, от около 5 до 10 масс.%, или от около 4 до 7 масс.%, соответственно. Следует отметить, что, когда добавляют свежую воду в количестве, составляющем 0,4 величины массы кристаллов сырой терефталевой кислоты, и проводят многократное фильтрационное промывание в противоточном режиме, содержание уксусной кислоты в выводимой отработанной промывной жидкости рассчитывается варьирующим от около 20 до 36 масс.%.

Таким образом, предполагается, что содержащие воду влажные кристаллы по существу без уксусной кислоты (то есть с содержанием уксусной кислоты 5000 млн^-1 (то есть 0,5 масс.%) или менее) могут быть получены способом, в котором добавляют свежую воду в количестве, составляющем от 0,5 до 2 величин массы влажных кристаллов сырой терефталевой кислоты, содержащих уксусную кислоту, и выполняют многократное фильтрационное промывание в противоточном режиме, и/или многократное промывание в противоточном режиме способом, сочетающим суспензионное промывание и фильтрационное промывание. В это время водную отработанную промывную жидкость, имеющую содержание уксусной кислоты от около 4 до 29 масс.% (приблизительно от около 5 до 30 масс.%), направляют в процесс экстракции уксусной кислоты. С учетом вышеуказанного, способ экстракции уксусной кислоты из отработанной промывной жидкости (или водного раствора уксусной кислоты), содержащей уксусную кислоту с низкой концентрацией, с использованием вышеуказанного подходящего органического растворителя для отделения воды представляет собой энергосберегающий способ, обеспечивающий уменьшенную потерю уксусной кислоты. Поэтому такой способ становится способом отделения воды, пригодным для водной отработанной промывной жидкости.

Более конкретно, один аспект настоящего изобретения представляет способ получения очищенной терефталевой кислоты.

Способ включает этап получения сырой терефталевой кислоты, на котором формируют кристаллы сырой терефталевой кислоты окислением пара-ксилола в уксуснокислотном растворителе, и выделяют кристаллы сырой терефталевой к