CN1819985B - 生产高纯度对苯二甲酸的方法 - Google Patents

Abstract

在本发明生产高纯度对苯二甲酸的方法中，分散在醋酸溶剂中的通过对烷基苯在醋酸溶剂中液相氧化生产的粗对苯二甲酸晶体浆液通过母液置换连续转变成水浆液，然后进行催化加氢。将醋酸溶剂浆液从塔的上部送入装有沿竖直方向有许多搅拌叶片的中心轴的塔中。让粗对苯二甲酸晶体沉降，在塔中形成对苯二甲酸晶体的高浓度段。将置换用水从塔底部送入塔中，以便在塔中形成向上的水流，同时通过搅拌叶片的旋转在高浓度段中形成环流，从而使对苯二甲酸晶体与向上的水流逆流接触。与向上的水流逆流接触以后，将对苯二甲酸晶体与置换用水一起从塔底排出，同时从送入醋酸溶剂浆液的进料口上方的塔中取出醋酸溶剂。通过这一方法，醋酸浆液的醋酸溶剂以高的母液置换程度被水置换。

Description

生产高纯度对苯二甲酸的方法

技术领域

本发明涉及一种生产高纯度对苯二甲酸的方法，更具体地说，涉及一种母液置换，其中含有通过液相氧化反应生产的粗对苯二甲酸晶体的醋酸浆液的母液用水置换。

背景技术

对苯二甲酸通过对亚苯基化合物例如对烷基苯(通常为对二甲苯)在醋酸溶剂中在催化剂例如钴和锰存在下或在这样的催化剂和促进剂例如溴化合物和乙醛存在下进行液相氧化反应来生产。但是，反应产物含有各种杂质，例如4-羧基苯甲醛(4CBA)和对甲基苯甲酸，它们可引起变色。所以，为了得到高纯度的对苯二甲酸，更好的纯化技术是需要的。

已知各种用于纯化通过液相氧化反应生产的粗对苯二甲酸的方法，例如这样一种方法，在这一方法中，将粗对苯二甲酸在高温和高压下溶于含水溶剂，将生成的溶液进行催化加氢处理、氧化处理或重结晶处理，以及这样一种方法，在这一方法中，将其中部分溶有对苯二甲酸晶体的对苯二甲酸晶体浆液进行高温浸泡处理。具体地说，最近几年，粗对苯二甲酸的水溶液在周期表第VIII族贵金属催化剂存在下在高温和高压下进行催化加氢的方法作为一种大规模工业方法用于生产高纯度对苯二甲酸。

催化加氢法的主要问题是，需要大量的步骤。也就是说，作为主步骤除了复杂的和烦琐的回收催化剂和溶剂的步骤外，催化加氢法还需要一系列设备，其中包括单段或多段氧化反应器、几个用于粗纯化的顺序结晶器、一个用于粗纯化的分离器、一个用于粗纯化的干燥器、一个再溶解器、一个催化加氢反应器、几个用于精纯化的顺序结晶器、一个用于精纯化的分离器和一个用于精纯化的干燥器。

增加步骤数目的主要原因是使用醋酸作为通过氧化生产粗对苯二甲酸的反应溶剂，以及水作为催化加氢纯化的溶剂。为了将母液从醋酸中置换到水中，氧化生成的粗对苯二甲酸必需一次完全从醋酸溶剂中分离，然后再溶于水中。如果粗对苯二甲酸与醋酸的分离不完全以及附着有醋酸的粗对苯二甲酸送入催化加氢过程，那么由于在催化加氢过程中醋酸几乎不进行化学变化，醋酸与用于催化加氢的水溶剂混合并排出生产体系。这就意味着有价值醋酸的损失，而且排出的醋酸必需做到对环境无害，从而造成巨大经济损失。

为了消除经济损失，需要基本上完全防止附着的醋酸伴随粗对苯二甲酸送入催化加氢过程。所以，在传统的工业设备中，将粗纯化的分离器和粗纯化的干燥器组合，以便从氧化步骤含晶体的浆液中分离母液。固体压辊型离心分离器或真空旋转过滤器通常最常用于从含晶体的浆液中分离母液。两种分离器还广泛用于从含粗对苯二甲酸晶体的浆液中分离母液。

在使用压辊型离心分离器的分离中，将醋酸浆液送入高速旋转的料蓝中，使晶体和母液离心分离。母液从料蓝上的溢流板溢流，而沉积的晶体用螺杆连续刮出。但是，由于需要高速旋转的离心分离器固有的结构限制，这一方法的缺点是需要复杂的检修和维护。此外，因为粗对苯二甲酸晶体以含有母液的湿滤饼形式分离，必需在离心分离步骤的下游提供另外的干燥步骤，以便分离附着在粗对苯二甲酸晶体上的醋酸。

在用真空旋转过滤器的分离中，位于贮槽底部的粗对苯二甲酸晶体通过抽空过滤器内部被吸入到圆柱形过滤器中，并借助过滤器旋转向上移动。通常，通过将清洗用液体喷洒在通过抽吸留在过滤器的粗对苯二甲酸晶体上的洗涤段以后，将对苯二甲酸晶体作为滤饼从过滤器中分离。在这一方法中，虽然因为不需要高速旋转，检修和维护相对容易，但是难以完全除去附着到粗对苯二甲酸晶体上的母液。所以，象用离心分离器分离一样，这一方法也需要下游干燥步骤。

为了解决上述问题，已提出能更有效从晶体中除去母液的方法，例如使用装有可拆卸过滤带的分离器的方法(例如JP 5-65246 A)以及使用加压型旋转过滤分离器的方法(例如JP 6-502653 A)。在这些方法中，因为分离的晶体用水洗涤，以便用水置换附着的母液(醋酸)，所以不需要干燥器。虽然不需要干燥器，但这些方法需要更复杂结构的分离器，这就使这些方法对于简化工艺来说不那么有利。

为了简化工艺，在接近氧化温度(通常为150-230℃)的温度下从醋酸溶剂中分离晶体以及将分离晶体在水中的浆液送入催化加氢步骤(通常在250-300℃下进行)是优选的。除了不必要干燥器以及节省冷却和再加热晶体和液体所需的能量外，这一方法有利于顺序结晶器用于粗纯化。此外，因为晶体和母液在高温下分离，从母液沉积在晶体中的杂质数量下降，从而使粗对苯二甲酸晶体的质量提高。这就得到另一个易纯化的优点。

作为一个可用于这样方法的方法，已提出这样一种方法，在这一方法中将粗对苯二甲酸从水中重结晶，将生成的浆液送入高温(165℃或更高)立式塔的上部，从而使对苯二甲酸晶体借重力相对缓慢上升的高温水流沉降，以便洗涤出附着的母液(例如JP 33-5410 B)。在这一方法中，母液的分离在高温(压力下)下在对苯二甲酸晶体从水中重结晶以后进行。但是，这一方法基本上是一种用新鲜溶剂置换对苯二甲酸浆液的母液的母液置换法。

这一母液置换法的优点在于，因为晶体靠重力沉降，因此不需要特别的能源，由于所用设备的结构简单，这一方法是有吸引力的。但是，这一方法的缺点在于，母液与晶体中分离的程度(下文称“母液置换程度”)低，以及实验结果难以放大到实际生产规模。通过提高高温水的上升流速，可提高母液置换程度。但是，这就需要大量的水。此外，提高上升流速使晶体的沉降速度下降，从而使大量小尺寸晶体从立式塔顶部排出。

为了消除上述缺点，提出一种使用立式塔的母液置换法，所述的立式塔被许多带有许多孔的隔板水平分开，以便将对苯二甲酸晶体的重力沉降过程与颗粒输送过程相结合(例如JP 57-53431 A)。隔板通过防止设备内流体的沟流或返混来提高母液置换程度。但是，在利用浆液重力沉降的母液置换中，隔板引起晶体在上面沉积，并造成在开孔处堵塞和堆积，从而需要更多的劳动力来稳定设备操作。

此外，还提出一种被许多板水平分开的置换塔。借助在板上以相对缓慢的速度旋转的刮板叶片将对苯二甲酸晶体刮下并通过小孔下落(例如JP 1-160942 A)。使用提出的置换塔用水置换粗对苯二甲酸晶体的醋酸溶剂的工作实施例中，得到高的母液置换程度，即99.9％或更高的醋酸溶剂用水置换。但是，在有固定板和慢速旋转刮板叶片(从实施例中假设叶片顶端的圆周速度约0.01米/秒)的设备中，晶体附着到板和刮板叶片上并在上面生长，使长期操作的可靠性差。

发明内容

如上所述，如果液相氧化得到的含有粗对苯二甲酸晶体的浆液的醋酸溶剂可在接近氧化温度的温度下通过将浆液送入没有复杂物理机构的塔设备中用水从晶体中除去和置换，那么可得到许多重大优点，例如步骤的数目减少、节能和产品质量提高等。但是，提出的传统母液置换法在母液置换程度、操作的稳定性和长期操作的可靠性方面仍不令人满意。

本发明的第一个目的是要提供这样一种用于生产高纯度对苯二甲酸的方法，所述的方法能达到高的母液置换程度。希望达到的母液置换程度随生产装置不同的经济环境变化，它不能严格确定，但希望优选达到98％或更高，更优选达到99.5％以上。本发明的第二个目的是要提供这样一种生产高纯度对苯二甲酸的方法，所述的方法能在长期操作中稳定的保持高的母液置换程度。

由于过去数十年对解决对苯二甲酸生产中母液的分离和置换技术中的技术问题的广泛研究，本发明人已发现通过在装有沿其竖直方向有许多搅拌叶片的中心轴的塔中形成高浓度对苯二甲酸晶体段以及通过将水从塔底部送入以便使对苯二甲酸晶体在高浓度段中以逆流方式与水接触，同时通过搅拌叶片的旋转在高浓度段形成环流，可使长期操作稳定达到高达98％或更高的母液置换程度。本发明在这一发现的基础上实现。

因此，本发明提供一种生产高纯度对苯二甲酸的方法，所述的方法包括用于连续将由对烷基苯在醋酸溶剂中液相氧化得到的粗对苯二甲酸晶体在醋酸溶剂中的浆液转变成作为置换介质的水的浆液的母液置换，以及包括随后的水浆液的催化加氢，其中母液置换包括：

将醋酸溶剂浆液从塔顶部送入塔中，所述的塔装有沿竖直方向有许多搅拌叶片的中心轴；

让粗对苯二甲酸晶体沉降以在塔中形成对苯二甲酸晶体的高浓度段；

将置换用水从塔底部送入，以便在塔中形成向上的水流，同时通过搅拌叶片的旋转在高浓度段形成环流，从而使对苯二甲酸晶体以逆流方式与向上的水流接触；以及

对苯二甲酸晶体与置换用水一起从塔底部排出，而同时从送入醋酸溶剂浆液的进料口上方的塔中取出醋酸溶剂。

在本发明生产高纯度对苯二甲酸的方法中，液相氧化生产的粗对苯二甲酸晶体浆液的醋酸母液在装有许多能形成环流的搅拌叶片的母液置换塔中连续用水置换。所述的方法不需要固-液分离器和干燥器，所以使步骤数目减少，从而大大减少设备费用。因为在本发明中使用的母液置换塔易于在高温高压条件下操作，所以可节省冷却和再加热晶体和液体的能耗。此外，因为粗对苯二甲酸晶体中的杂质含量减少，所以纯化步骤易于操作。此外，使用置换塔的方法确保长期操作中稳定的高母液置换程度，并且易于操作。所以，通过本发明的方法，可以工业上极有利的方式生产高纯度的对苯二甲酸。

附图简介

图1为说明用于实施例1-24的母液置换设备的图示说明。

图2为说明实施例25中使用的母液置换设备的主要结构的图示说明。

图3-9为说明实施例中使用的搅拌叶片的图示说明。在每一个图中，上图为仰视图，而下图为侧视图。

实施本发明的最好方式

进行母液置换的分散在醋酸溶剂中的粗对苯二甲酸晶体浆液(下文有时称为“醋酸溶剂浆液”)通过对亚苯基化合物例如对烷基苯(通常为对二甲苯)在醋酸溶剂中氧化制得。氧化通常在重金属例如钴和锰盐催化剂存在下或在这样的催化剂与促进剂例如溴化合物和乙醛组合存在下进行。含水3-20％的醋酸用作溶剂。分子氧通常为空气或氧气用作氧化用气体。氧化通常在一段或多段中在140-230℃和0.5-3兆帕下进行。

液相氧化得到的浆液产物(即醋酸溶剂浆液)除含有对苯二甲酸晶体外还含有4CBA、对甲基苯甲酸、催化剂和各种其它杂质。在传统的方法中，将醋酸溶剂浆液送入顺序结晶器，进行一段或多段粗纯化，在那里浆液被冷却，同时顺序降低压力，使溶于母液中的对苯二甲酸结晶。然后，压力下降到接近常压以后，将浆液送入分离器。在这一结晶步骤中，溶于母液中的杂质与对苯二甲酸一起结晶，使对苯二甲酸晶体中的杂质浓度随温度下降而增加。

而且，在本发明的方法中，将醋酸溶剂浆液直接送入母液置换塔或通过用于除去伴随气体的脱气容器送入母液置换塔，而不通过降低结晶器中温度的步骤。送入母液置换塔的浆液温度越高，晶体在置换塔中的沉降速度越高，得到单位塔截面积大的生产能力以及对苯二甲酸晶体中的杂质浓度下降。送入置换塔的醋酸溶剂浆液的温度优选接近氧化温度(通常为150-230℃)，也就是氧化温度与进料温度之间的差值优选在±50℃以内。在一些情况下，可加热以后将醋酸溶剂浆液送入置换塔。但是，因为置换塔需要在较高的压力下操作，以防止溶剂汽化，所以过度加热是不利的。

从上部送入母液置换塔的粗对苯二甲酸晶体靠重力在塔中沉降，并作为在作为分散介质的水中的浆液(下文有时称为“含水浆液”)从塔底部排出。通过控制从塔底部排出的晶体数量，在塔中形成高浓度晶体段。从塔底部排出的粗对苯二甲酸晶体的含水浆液用各种已知的方法纯化，而没有另外的处理步骤，例如将含水浆液在高温高压条件下制成溶液的步骤以及在周期表第VIII族贵金属催化剂的存在下催化加氢的步骤，以及最后采用的分离高纯度对苯二甲酸分离步骤。

将用于置换醋酸溶剂的水从母液置换塔的底部送入。置换用水可送至两个部分，也就是高浓度段内部和排出高浓度段的部分附近。置换用水的温度优选与从塔顶部送入的醋酸溶剂浆液的温度相同或低100℃或更低。送入的置换用水的数量控制到大于作为粗对苯二甲酸晶体的含水浆液排出的水量，以便在置换塔中形成向上的水流，使沉降的晶体与置换用水逆流接触。醋酸溶剂的置换程度随向上水流的速度(上流线速)增加而增加。但是，当高浓度段中向上表观线速超过约3.3米/小时时，在某些情况下，置换程度下降。向上水流与在塔上部送入的醋酸溶剂混合，并从安装在醋酸溶剂浆液进料口上方的溢流口溢流。所以，醋酸溶剂中水的浓度随水流向上线速增加而增加，使从醋酸溶剂中除去水的能耗增加。对于形成向上水流的向上线速，大于零的下限是足够的，而上限为约3.3米/小时。

随后，说明对实施本发明置换塔的结构和操作条件是重要的。总之，本发明的母液置换通过以下步骤来进行：在装有沿竖直方向有许多搅拌叶片的中心轴的塔中形成高浓度对苯二甲酸晶体段，以及使对苯二甲酸晶体逐渐地重力沉降，同时在高浓度段中通过许多搅拌叶片旋转形成层状水平环流使对苯二甲酸晶体与从塔底部送入的置换用水逆流接触。

置换塔的形状优选为圆柱形。如果塔的水平截面为多角的，那么搅拌形成的环流变得不规则，难以达到高的置换程度。考虑到在高压下操作以便保持温度，圆柱形也是优选的。正如图2所示，塔可在相对搅拌叶片的部分径向缩小。对塔顶部和底部的形状没有特别的限制，通常制成扁平形或半椭圆盘形。

圆柱形置换塔装有中心轴，沿中心轴竖直方向装有许多搅拌叶片。搅拌叶片安装在能搅拌在置换塔中形成的粗对苯二甲酸晶体的高浓度段的位置。

优选形成这样的高浓度段，以致其高度(从置换塔底部至高浓度段上表面)1.03-1.5倍于置换塔底部到最上部搅拌叶片的高度。

应这样进行搅拌，以致在高浓度段形成环流，从而阻断高浓度段中的沟流和阻止高浓度段中的轴向混合，此外还防止由于晶体附着产生的堵塞。所以，搅拌叶片优选制成能在圆周方向形成流动(环流)而不是轴流(上下方向流动)的形状。这样形状的例子(但不限于此)在图3-6中示出。如图7所示的倾斜浆叶叶片是不希望的，因为它必定形成轴流。搅拌叶片的直径为一个重要的形状因素，应足够大到在整个塔的截面形成环流。搅拌叶片的直径优选为置换塔内径D的0.5-0.99倍、更优选0.65-0.99倍。在图2所示的相对搅拌叶片有径向狭窄部的塔情况下，搅拌叶片的直径优选在上述与狭窄部分的内径D’的比范围内。

为了得到所需的母液置换程度，搅拌叶片的数目随单位塔截面积晶体的流量以及水向上的线速变化，通常为了得到98％或更高的母液置换程度，数目为3或更大，而为了得到99.5％或更高的母液置换程度，数目为6或更大。

当搅拌叶片之间的间隔太小时，相邻上下搅拌叶片形成的流相互干扰和混合，使母液置换程度下降。但是即使当间隔增加到超过所需要的时，也不能提高每一搅拌叶片对母液置换能力，反而使整个塔长度相当大地增加。搅拌叶片优选的间隔随置换塔的内径变化，当D小于1米时，0.3倍或更大但小于3倍置换塔的内径D，当D超过1米时，0.1倍或更大但小于1倍置换塔的内径D。

搅拌叶片的旋转速度为另一对母液置换程度有影响的重要因素。如果搅拌速度低，那么环流对阻止沟流的影响下降，使母液置换程度下降以及晶体对搅拌叶片可能的沉积增加。如果搅拌速度太高，那么高浓度段中轴向混合变得占优势，使母液置换程度下降。搅拌速度优选在以下范围内：

0.10＜v²/D＜15，以及

更优选在以下范围内：

0.20＜v²/D＜6，

式中D为塔的直径(米)，而v为搅拌叶片顶端的圆周速度(米/秒)。

如图2所示，相对搅拌叶片有狭窄部分的塔的情况下，狭窄部分的内径D’用来代替D。

在高浓度段中的浆液浓度(在高浓度段中的固体体积浓度)随搅拌效果、晶体的进料和排放数量以及置换用水的进料数量变化。在本发明的生产方法中，母液置换程度随在高浓度段中浆液浓度的下降而下降。这一点归因于液相的对流混合，因为在高浓度段中液相的比例增加，如果高浓度段的浆液浓度低的话。如果浆液浓度过高，晶体的堵塞以及排放浆液的出口堵塞易于出现，使稳定操作困难。就平均固体体积浓度来说，浆液浓度优选为15-50％和更高、更优选18-45％。高浓度段的浆液浓度可通过调节晶体的进料数量和排放数量与置换用水的进料数量之间的比来控制。

参考以下实施例更详细地描述本发明，但应当指出，不打算用这些实施例来限制本发明的范围。

在以下实施例中，母液置换程度由以下方程式计算：

置换程度(％)＝[1-(排放浆液中的醋酸流速)/(进料浆液中的醋酸流速)]×100

实施例1

使用图1所示的设备，对液相氧化制得的粗对苯二甲酸晶体的醋酸溶剂浆液(粗浆液)进行母液的水置换。参考图1，用进料泵2将贮存在罐1的粗浆液通过进料管3送入母液置换塔4的上部。母液置换塔4用内径36毫米的钛圆筒制成，安装有与马达5相连的搅拌轴6。搅拌轴在粗浆液的进料口下方6装有15个搅拌叶片7，间隔50毫米。使用图3所示的搅拌叶片。搅拌叶片的直径为32毫米，为塔内径D的约0.9倍。母液的出口管9安装在母液置换塔4的顶部。在母液置换塔的底部安装置换用水的进料管10和置换浆液的排出管11。用泵12将置换用水送入母液置换塔4。在流路3、10和11中，装有流量计和流量控制阀(未示出)。在流路9中，装有控制塔内压力的控制阀(未示出)。

在图1中，首先驱动进料水泵12将90℃水装满塔。当水开始从出口管9溢流时，控制水的进料数量，以便将塔中水流的向上线速调节到0.5米/小时。然后，驱动马达5使轴6和搅拌叶片7以120转/分速率旋转。搅拌叶片顶端的圆周速度为0.20米/秒(v²/D＝1.1米/秒2)。

随后，启动进料泵2，将160℃粗浆液从进料喷嘴8通过进料管3以8.3公斤/小时流速进料。这里使用的粗浆液为在190℃下在含水的醋酸溶剂中在含钴、锰和溴化合物的氧化催化剂存在下同时将空气鼓入溶剂通过对二甲苯氧化以工业规模生产的对苯二甲酸的醋酸溶剂浆液。对苯二甲酸在粗浆液中的浓度为30重量％，除了结晶组分外，母液的化学组成为86重量％醋酸和14重量％水。

用粉末含量检测器确定高浓度段的高度达到最上面搅拌叶片上方50毫米时，将置换用水的进料数量增加，开始通过塔底排放浆液。将塔排放的置换浆液贮存在贮罐13中。控制从塔底排放的置换浆液的数量，以便将高浓度段的高度保持在希望的水平，同时控制送入的置换用水数量，以便将塔中向上的水流线速保持在希望的水平(0.5米/小时)。体系稳定后继续操作4小时，并从排放的浆液中取样。将样品冷却到室温，然后从样品中分离晶体。在母液中醋酸的浓度为0.11重量％。计算的醋酸置换程度为99.91重量％。操作结束以后，将留在塔中的浆液排出，以便回收晶体。从回收晶体的重量和高浓度段的高度，计算了高浓度段中的平均固体浓度。计算的固体浓度为34重量％，当用对苯二甲酸晶体的比重(约1.5)换算时，对应于26体积％。

实施例2

重复实施例1的步骤，不同的是将搅拌叶片的转速变成180转/分(搅拌叶片的圆周速度＝0.30米/秒；v²/D＝2.5)。高浓度段的固体浓度为25体积％，醋酸置换程度为99.90重量％。

实施例3

重复实施例1，不同的是将搅拌叶片的转速变成40转/分(搅拌叶片的圆周速度＝0.067米/秒；v²/D＝0.12)。高浓度段的固体浓度为27体积％，醋酸置换程度为98.10重量％。

实施例4

重复实施例1，不同的是将搅拌叶片的转速变成10转/分(50毫米间隔)。高浓度段的固体浓度为26体积％，醋酸置换程度为99.61重量％。

实施例5

重复实施例1，不同的是将搅拌叶片的数目变成5(50毫米间隔)。高浓度段的固体浓度为26体积％，醋酸置换程度为98.80重量％。

实施例6

重复实施例1，不同的是将搅拌叶片的数目变成19(25毫米间隔)。高浓度段的固体浓度为26体积％，醋酸置换程度为99.86重量％。

实施例7

重复实施例1，不同的是将搅拌叶片的数目变成46(10毫米间隔)。高浓度段的固体浓度为25体积％，醋酸置换程度为98.60重量％。

实施例8

重复实施例1的步骤，不同的是使用图4所示的搅拌叶片。高浓度段的固体浓度为26体积％，醋酸置换程度为99.11重量％。

实施例9

重复实施例1的步骤，不同的是使用图5所示的搅拌叶片并将搅拌叶片的圆周速度变到0.25米/秒。高浓度段的固体浓度为26体积％，醋酸置换程度为99.94重量％。

实施例10

重复实施例9的步骤，不同的是使用图6所示的搅拌叶片。高浓度段的固体浓度为27体积％，醋酸置换程度为99.93重量％。

对比例1

重复实施例1的步骤，不同的是使用图7所示的搅拌叶片(45°倾斜浆叶片)。高浓度段的固体浓度为26体积％，醋酸置换程度为95.20重量％。

实施例11

重复实施例1的步骤，不同的是使用图8所示的搅拌叶片(叶片直径：20毫米，0.56倍塔的直径)。高浓度段的固体浓度为26体积％，醋酸置换程度为98.22重量％。

实施例12

重复实施例9的步骤，不同的是使用图9所示的搅拌叶片(叶片直径：20毫米，0.56倍塔的直径)。高浓度段的固体浓度为25体积％，醋酸置换程度为98.30重量％。

实施例13

重复实施例9的步骤，不同的是将置换用水的进料数量变到4.3公斤/小时。高浓度段的固体浓度为31体积％，醋酸置换程度为99.96重量％。

对比例2

重复实施例9的步骤，不同的是将置换用水的进料数量变到10.3公斤/小时。高浓度段的固体浓度为13体积％，醋酸置换程度为97.68重量％。

实施例14

重复实施例9的步骤，不同的是将粗浆液的进料数量变到12.5公斤/小时以及置换用水的进料数量变到6.5公斤/小时。高浓度段的固体浓度为27体积％，醋酸置换程度为99.89重量％。

对比例3

重复实施例14的步骤，不同的是将置换用水的进料数量变到11.0公斤/小时。高浓度段的固体浓度为14体积％，醋酸置换程度为97.51重量％。

实施例15

重复实施例9的步骤，不同的是将置换用水的进料数量变到6.0公斤/小时以及向上线速变到1.0米/小时。高浓度段的固体浓度为24体积％，醋酸置换程度为99.93重量％。

实施例16

重复实施例9的步骤，不同的是将置换用水的进料数量变到8.0公斤/小时以及向上线速变到3.2米/小时。高浓度段的固体浓度为18体积％，醋酸置换程度为98.50重量％。

实施例17

使用装有直径270毫米搅拌叶片的内径D为300毫米的置换塔，用实施例1相同的方式用水置换对苯二甲酸醋酸溶剂浆液的母液。粗浆液的进料数量为520公斤/小时，置换用水的进料数量为330公斤/小时，而向上线速为0.5米/小时。使用图5所示的搅拌叶片。搅拌叶片的数目为10，其间隔为150毫米。将最上面搅拌叶片上方的高浓度段高度保持在200毫米。搅拌叶片的圆周速度为0.64米/秒(v²/D＝1.4)。高浓度段的高度为26体积％，而醋酸置换程度为99.88重量％。

实施例18

重复实施例17，不同的是将搅拌叶片的圆周速度变到0.20米/秒(v²/D＝0.13)。高浓度段的高度为25体积％，而醋酸置换程度为98.90重量％。

实施例19

重复实施例17，不同的是将搅拌叶片的圆周速度变到1.3米/秒(v²/D＝5.6)。高浓度段的高度为25体积％，而醋酸置换程度为99.35重量％。

实施例20

重复实施例17，不同的是将搅拌叶片的圆周速度变到1.9米/秒(v²/D＝12)。高浓度段的高度为26体积％，而醋酸置换程度为98.10重量％。

实施例21

实施例17的步骤连续进行10天，不同的是将搅拌叶片的数目变到12(150毫米间隔)。由塔底排放的浆液醋酸浓度计算的醋酸置换程度稳定在99.92-99.95重量％范围内。操作结束以后，检查置换塔的内部时，发现晶体附着到搅拌叶片上，难以看到塔的内壁。

实施例22

使用图2所示的置换塔(图1和2中，同样的参考数表示同样的部件)，重复实施例17的步骤，用水置换对苯二甲酸醋酸溶剂浆液的母液。内径D为300毫米，狭窄部分的内径D’为200毫米。使用图5所示的直径180毫米的搅拌叶片。其数目为8个(180毫米间隔)。将高浓度段的高度保持在最上面搅拌叶片上方200毫米。搅拌叶片的圆周速度为0.57米/秒(v²/D＝1.6)。高浓度段的高度为28体积％，而醋酸置换程度为99.93重量％。

工业应用

本发明生产的对苯二甲酸适用作生产织物、纤维、瓶等的聚酯原料。

Claims (1)

1.一种生产高纯度对苯二甲酸的方法，所述的方法包括将在醋酸溶剂中液相氧化对烷基苯生成的粗对苯二甲酸晶体醋酸溶剂浆液连续母液置换为以水为分散介质的水浆液，以及随后将所述水浆液催化加氢，其中所述母液置换包括：

将粗对苯二甲酸醋酸溶剂浆液从塔上部送入塔中，所述的塔装有沿竖直方向有许多阻止高浓度段中的轴向混合、能在圆周方向形成流动而不是轴流的形状的搅拌叶片的中心轴；

让粗对苯二甲酸晶体沉降以在塔中形成对苯二甲酸晶体的平均固体浓度为15-50体积％的高浓度段；

将置换用水从塔底部送入塔中，以便在塔中形成向上的水流，同时通过搅拌叶片的旋转在高浓度段中形成环流，从而使对苯二甲酸晶体与向上的水流逆流接触；以及

将对苯二甲酸晶体与置换用水一起从塔的底部排出，同时从送入粗对苯二甲酸醋酸溶剂浆液的进料口上方的塔中取出醋酸溶剂。

Images