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纯化芳族 羧酸制造中 锅炉给水的电加热

阅读：408发布：2020-05-08

专利汇可以提供纯化芳族羧酸制造中锅炉给水的电加热专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且用于制造纯化的芳族羧酸的方法包括：从供应给锅炉 (404)的锅炉给水产生高压蒸汽 (402)；使用高压蒸汽(402)加热粗制芳族羧酸，从而使高压蒸汽(402)冷凝以形成高压冷凝水(426)；以及纯化所述粗制芳族羧酸以形成纯化的芳族羧酸。所述锅炉给水包括至少一部分的高压冷凝水(426)和来自至少一个附加源的补充锅炉给水。再循环的高压冷凝水(426)由电加热器(480)利用废气处理区(350)中产生的电来进行预热。，下面是纯化芳族羧酸制造中锅炉给水的电加热专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种制造纯化的芳族羧酸的方法，其包括：
在包含一元羧酸溶剂和水的液相氧化反应混合物中以及在包含至少一种重金属组分的催化剂组合物的存在下，使包含取代的芳族烃的进料与包含O2的气体在处于一定的温度和压力下的反应区中反应，所述温度和压力能有效维持液相氧化反应混合物并形成粗制芳族羧酸，以及包含乙酸、水和少量的所述进料、所述粗制芳族羧酸和副产物的高压蒸气相；
分离所述高压蒸气相以形成富含一元羧酸的贫水液体和包含水蒸气的高压废气；
在废气处理区中处理所述高压废气；
在所述废气处理区中发电；
从供应给锅炉的锅炉给水产生高压蒸汽；其中至少一部分的锅炉给水用电加热器利用在所述废气处理区中产生的电来进行预热；
使用所述高压蒸汽在加热区中加热所述粗制芳族羧酸，从而使所述高压蒸汽在所述加热区中冷凝以形成高压冷凝水；以及
纯化所述粗制芳族羧酸以形成纯化的芳族羧酸；
其中所述锅炉给水包含至少一部分的高压冷凝水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述废气处理区中发电包括在所述废气处理区中从至少一部分的高压废气的膨胀中发电。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在所述废气处理区中发电包括在所述废气处理区中从至少一部分的高压废气的冷凝产生的蒸汽的膨胀中发电。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述锅炉给水还包括来自至少一个附加源的补充水。
5.根据权利要求4所述的方法，其中在将所述锅炉给水传送到所述锅炉之前，将所述高压冷凝水和所述补充锅炉给水合并。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族羧酸包括对苯二甲酸。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述一元羧酸溶剂是乙酸。

说明书全文

纯化芳族羧酸制造中 锅炉给水的电加热

技术领域

[0001] 本教导总体上涉及用于制造纯化的芳族羧酸的方法，并且特别是涉及在芳族羧酸的制造中在纯化之前对锅炉给水进行电加热的方法。

背景技术

[0002] 对苯二甲酸(TA)和其它芳族羧酸可用于制造聚酯(例如，经由其与乙二醇和/或高级亚烷基二醇的反应)。聚酯又可以用于制造纤维、薄膜、容器、瓶子、其它包装材料、模制物品等。

[0003] 在商业实践中，已经通过在水性乙酸溶剂中对甲基取代的苯和萘原料进行液相氧化来制备芳族羧酸。甲基取代基的位置对应于芳族羧酸产物中羧基基团的位置。在例如含有钴和锰的溴促进催化剂的存在下，已将空气或其它氧源(例如，通常为气态)用作氧化剂。氧化是放热的，并产生芳族羧酸以及副产物，包括芳族原料的部分或中间氧化产物，和乙酸反应产物(例如甲醇、乙酸甲酯和甲基溴)。水也作为副产物产生。

[0004] 纯净形式的芳族羧酸通常是重要应用(例如纤维和瓶子)中所用聚酯的制造所需的。酸中的杂质(例如，由芳族原料的氧化产生的副产物，并且更通常是各种羰基取代的芳族物质)被认为会导致由此制得的聚酯中的颜色形成和/或与其相关，进而导致聚酯转化产品的变色。可以通过在一种或多种逐渐降低的温度和氧气水平下如上所述进一步氧化来自液相氧化的粗产物来制备具有降低的杂质水平的芳族羧酸。另外，部分氧化产物可在结晶过程中回收并转化为所需的酸产物。

[0005] 已通过在高温和高压下使用贵金属催化剂在溶液中催化氢化较不纯净形式的酸或所谓的中等纯度产品来制备纯净形式的对苯二甲酸和其它具有降低的杂质量的芳族羧酸，例如，纯化的对苯二甲酸(PTA)。较不纯净形式的酸可以包括含有芳族羧酸的粗产物和来自芳族原料的液相氧化的副产物。在商业实践中，烷基芳族进料液相氧化为粗制芳族羧酸，以及粗产物的纯化，通常在连续的集成工艺中进行，其中将液相氧化的粗产物用作纯化的起始材料。

[0006] 粗制芳族羧酸的纯化已通过氢化实现。粗制芳族羧酸通常在进料到氢化反应器之前进行预热，该反应器通常在约260℃至约290℃的温度下运行。实现这种预热的一种方式是通过与高压蒸汽的间接热交换。高压蒸汽在热交换期间被冷凝，并且所产生的冷凝水可以被排出以形成低压冷凝水和低压蒸汽，其可以在其它工艺步骤中使用。在替代方案中，高压冷凝水可以作为给水再循环到用于产生蒸汽的锅炉中。

[0007] 与产生高压蒸汽相关的燃料成本导致了制造纯化的芳族羧酸的方法的总可变成本。人们一直希望通过更有效的能源管理策略来降低这种可变成本。发明内容

[0008] 本发明的范围仅由所附权利要求书限定，而不在任何程度上受本发明内容内的陈述的影响。

[0009] 作为引言，根据本教导的用于制造纯化的芳族羧酸的方法的一个实施方式包括：在包含乙酸溶剂和水的液相氧化反应混合物中以及在包含至少一种重金属组分的催化剂组合物的存在下，将包含取代芳烃的进料与气态氧引导至处于一定的温度和压力下的反应区中，所述温度和压力能有效维持液相氧化反应混合物并形成粗制芳族羧酸，以及包含乙酸、水和少量进料、粗制芳族羧酸和副产物的高压蒸气相；分离所述高压蒸气相以形成富含乙酸的贫水液体和包含水蒸气的高压废气；在废气处理区中处理所述高压废气；由所述高压废气发电；从供应给锅炉的锅炉给水产生高压蒸汽；其中至少一部分的锅炉给水用电加热器利用由所述高压废气产生的电来进行预热；使用所述高压蒸汽在加热区中加热所述粗制芳族羧酸，从而使所述高压蒸汽在加热区中冷凝以形成高压冷凝水；以及纯化所述粗制芳族羧酸，形成纯化的芳族羧酸；其中所述锅炉给水包含至少一部分的高压冷凝水。

[0010] 鉴于以下描述，本发明的其它方面将是显而易见的。

[0011] 附图简要说明

[0012] 图1示出了根据本发明的一个实施方式的用于制造纯化形式的芳族羧酸的工艺流程图。

具体实施方式

[0013] 通过一般引言，本发明涉及在纯化之前在粗制芳族羧酸的预热中使用有效的热交换配置制造纯化的芳族羧酸的方法。在粗制芳族羧酸的纯化之前，使用高压蒸汽在预热区中加热粗制芳族羧酸。由在预热区中的高压蒸汽的冷凝产生的高压冷凝水的至少一部分可以被再循环以提供至少一部分锅炉给水，从该锅炉给水产生高压蒸汽。高压冷凝水在再循环至锅炉之前，先用电加热器加热。与现有技术的系统相比，所述方法减少了锅炉负荷，从而节省了燃料并降低了碳足迹。

[0014] 根据本教导用于制造纯化的芳族羧酸的第一种方法包括：在包含乙酸溶剂和水的液相氧化反应混合物中以及在包含至少一种重金属组分的催化剂组合物的存在下，使包含取代的芳族烃的进料与气态氧在处于一定的温度和压力下的反应区中反应，所述温度和压力能有效维持液相氧化反应混合物并形成粗制芳族羧酸，以及包含乙酸、水和少量进料、粗制芳族羧酸和副产物的高压蒸气相；分离所述高压蒸气相以形成富含乙酸的贫水液体和包含水蒸气的高压废气；在废气处理区中处理所述高压废气；在所述废气处理区中由所述高压废气发电；从供应给锅炉的锅炉给水产生高压蒸汽；其中至少一部分的锅炉给水用电加热器利用由所述高压废气产生的电来进行预热；使用所述高压蒸汽在加热区中加热所述粗制芳族羧酸，从而使所述高压蒸汽在加热区中冷凝以形成高压冷凝水；以及纯化所述粗制芳族羧酸，形成纯化的芳族羧酸；其中所述锅炉给水包含至少一部分的高压冷凝水。

[0015] 在一些实施方式中，锅炉给水还包括来自附加源的补充锅炉给水，例如已经使用低压蒸汽脱气的水。在一些实施方式中，在将锅炉给水传送至锅炉之前，将高压冷凝水和补充锅炉给水合并。在其它实施方式中，高压冷凝水和补充锅炉给水在锅炉内(例如在锅炉的蒸汽鼓内)就地合并。在一些实施方式中，补充锅炉给水至少在其合并之前处于比高压冷凝水低的温度。在一些实施方式中，高压冷凝水具有约250℃至约305℃之间的温度，其在约80巴(g)至约120巴(g)之间的压力下传送至锅炉。在一些实施方式中，补充锅炉给水具有约100℃至约150℃之间的温度，其在约80巴(g)至约120巴(g)之间的压力下传送至锅炉。

[0016] 现在将参照附图描述根据本教导的用于制造纯化形式的芳族羧酸的上述方法的其它特征。

[0017] 由取代的芳族烃制造纯化的芳族羧酸的方法，以及用于回收能量和纯化废物流的辅助方法，在本领域中通常是已知的，并且例如在美国专利No.5,723,656、6,137,001、7,935,844、7,935,845、8,173,834和9,315,441中有更全面的描述。

[0018] 图1示出了根据本发明的用于制造纯化形式的芳族羧酸的简化工艺流程图。可以将图1所示方法中使用的液态和气态物流和材料引导并输送通过合适的输送管线、导管和管道，这些输送管线、导管和管道例如由适合于工艺用途和安全性的材料构建而成。将理解的是，特定元件可以在物理上并置，并且在适当时可以具有柔性区域、刚性区域或两者的组合。在引导物流或化合物时，可以包括中间设备和/或任选的处理。举例来说，可以存在泵，阀，歧管，气体和液体流量计和分配器，采样和传感装置，以及其它设备(例如，用于监测、控制、调节和/或转移压力、流量和其它操作参数)。

[0019] 在一个代表性的实施方式中，例如可以如图1所示实施，包含例如至少约99重量％的取代的芳族烃进料、一元羧酸溶剂、氧化催化剂、催化剂促进剂的液体进料和空气通过入口(例如入口112)连续加入到氧化反应容器110中。在一些实施方式中，容器110是压力额定的连续搅拌槽反应器。

[0020] 在一些实施方式中，可以通过搅拌器120的旋转来提供搅拌，搅拌器120的轴由外部动力源(未示出)驱动。安装在轴上并位于液体内的叶轮被配置以提供用于在液体内混合液体并分散气体的力，从而避免固体沉降在液体下部区域中。

[0021] 适用于氧化的芳族进料通常包含在一个或多个位置上取代的芳族烃，所述位置通常对应于所制备的芳族羧酸的羧酸基团的位置，其中至少一个基团可被氧化为羧酸基团。一个或多个可氧化的取代基可以是烷基基团，例如甲基、乙基或异丙基基团，或者已经含氧的基团，例如羟烷基、甲酰基或酮基基团。取代基可以相同或不同。原料化合物的芳族部分可以是苯核，或者其可以是双环或多环的，例如萘核。可以单独或组合使用的有用进料化合物的实例包括甲苯，乙苯和其它烷基取代的苯，邻二甲苯，对二甲苯，间二甲苯，甲苯醛，甲苯甲酸，烷基苄醇，1-甲酰基-4-甲基苯，1-羟甲基-4-甲基苯，甲基苯乙酮，1,2,4-三甲基苯，1-甲酰基-2,4-二甲基-苯，1,2,4,5-四甲基-苯，烷基、甲酰基、酰基和羟甲基取代的萘，例如2,6-二乙基萘、2,6-二乙基萘、2,7-二甲基萘、2,7-二乙基萘、2-甲酰基-6-甲基萘、2-酰基-6-甲基萘、2-甲基-6-乙基萘和前述物质的部分氧化的衍生物。

[0022] 为了通过氧化相应取代的芳族烃前体来制造芳族羧酸，例如，由单取代的苯制造苯甲酸，由对二取代的苯制造对苯二甲酸，由邻二取代的苯制造邻苯二甲酸以及分别由2,6-和2,7-二取代的萘制造2,6或2,7萘二甲酸，优选使用相对纯的进料，更优选使用对应于所需酸的前体含量为至少约95重量％并且更优选至少98重量％或甚至更高的进料。在一个实施方式中，用于制造对苯二甲酸的芳族烃进料包含对二甲苯。

[0023] 在液相氧化步骤中用于使芳族进料发生液相反应以形成芳族羧酸产物的溶剂包括低分子量一元羧酸，其优选为C1-C8一元羧酸，例如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和苯甲酸。

[0024] 用于液体氧化的催化剂包括有效催化芳族进料氧化为芳族羧酸的材料。优选的催化剂可溶于用于氧化的液相反应混合物中，因为可溶性催化剂促进催化剂、氧气和液体进料之间的接触；然而，也可以使用非均相催化剂或催化剂组分。通常，催化剂包含至少一种重金属组分。合适的重金属的实例包括钴、锰、钒、钼、铬、铁、镍、锆、铈或镧系金属如铪。这些金属的合适形式包括例如乙酸盐、氢氧化物和碳酸盐。优选的催化剂包括钴、锰、其组合以及与一种或多种其它金属并且特别是铪、铈和锆的组合。

[0025] 在优选的实施方式中，用于液相氧化的催化剂组合物还包含促进剂，其促进催化剂金属的氧化活性，优选不产生不希望的类型或水平的副产物。在用于氧化的液体反应混合物中可溶的促进剂优选用于促进催化剂、促进剂和反应物之间的接触。卤素化合物通常用作促进剂，例如卤化氢、卤化钠、卤化钾、卤化铵、卤素取代的烃、卤素取代的羧酸和其它卤代化合物。优选的促进剂包含至少一种溴源。合适的溴源包括溴蒽、Br2、HBr、NaBr、KBr、NH4Br、苄基溴、溴乙酸、二溴乙酸、四溴乙烷、二溴乙烯、溴乙酰溴及其组合。其它合适的促进剂包括醛和酮，例如乙醛和甲乙酮。

[0026] 用于氧化步骤的液相反应的反应物还包括包含分子氧的气体。空气适宜用作氧气的来源。富氧空气，纯氧和其它包含分子氧(通常水平为至少约10体积％)的气体混合物，也是有用的。

[0027] 取代的芳族烃在反应器110中被氧化，形成粗制芳族羧酸和副产物。在一个实施方式中，例如，对二甲苯被转化为对苯二甲酸，除对苯二甲酸外还可能形成的副产物包括部分和中间氧化产物(例如4-羧基苯甲醛、1,4-羟甲基苯甲酸、对甲苯甲酸、苯甲酸等及其组合)。由于氧化反应是放热反应，因此反应产生的热量可能导致液相反应混合物沸腾并形成塔顶蒸气相，其包含汽化的乙酸，水蒸气，来自氧化反应的气态副产物，碳氧化物，来自加入反应的空气的氮气，未反应的氧气等，及其组合。

[0028] 塔顶蒸气通过排气口116从反应器110中除去，并以物流111送至分离区，在所示的实施方式中该分离区为高压蒸馏塔330。所述分离区被配置为将水与溶剂一元羧酸分离并经由管线331将富含溶剂的液相返回到反应器。经由管线332从分离区除去富含水的气相，并在废气处理区350中进一步处理。回流334返回到塔330。塔顶气流的进一步处理和塔330的回流选项的实例在美国专利No.5,723,656、6,137,001、7,935,844、7,935,845和8,173,834中有更全面的描述。将包含固体粗制芳族羧酸产物的液体流出物在液相反应混合物中制成浆液，并通过浆液出口114从反应容器110中除去，并以物流115引导至结晶区以回收固体产物。

[0029] 在图1所示的本发明的实施方式中，结晶区包括多个搅拌的结晶容器152和156，它们串联并流动连通，以将产物浆液从容器152输送至容器156。结晶容器中的冷却是通过压力释放实现的，其中将浆液在容器152中冷却至约150-190℃范围内的温度，然后在容器156中进一步冷却至约110-150℃。一个或多个结晶容器分别在154和158处排空，以将由于压力降低和由闪蒸蒸气产生蒸汽所产生的蒸气移至热交换装置(未示出)。从一个或多个上游结晶容器(例如容器152)移至热交换装置的蒸气优选被冷凝，并且包含水、乙酸溶剂和可溶产物以及氧化副产物的液体冷凝物可以被引导至一个或多个下游结晶容器，如在156处，以允许回收可结晶的组分，例如粗制芳族羧酸和氧化副产物，其进入一个或多个上游容器并从中由闪蒸蒸气冷凝。

[0030] 结晶容器156与固液分离装置190流体连通，该固液分离装置190适于从结晶容器中接收固体产物的浆液，所述固体产物的浆液包含来自氧化的母液中的粗制芳族羧酸和氧化副产物，所述来自氧化的母液包含一元羧酸溶剂和水，并且该固液分离装置190适于从液体中分离出包含对苯二甲酸和副产物的粗制固体产物。分离装置190是离心机、旋转真空过滤器或压力过滤器。在本发明的优选实施方式中，分离装置是压力过滤器，其适于通过在母液的压力下在滤饼中与包含水的洗涤液进行正位移来交换溶剂。由分离产生的氧化母液以物流191离开分离装置190，以输送至母液鼓192。大部分母液从鼓192输送至氧化反应器110，以返回至乙酸、水、催化剂和溶解或作为固体细颗粒存在于母液中的氧化反应副产物的液相氧化反应。在存在或不存在中间干燥和存储的情况下，将粗制固体产物和包含原料的氧化副产物的杂质以物流197从分离装置190运送至纯化溶液补充容器202。粗固体产物在补充容器202中在纯化反应溶剂中制浆，其全部或至少一部分并且优选约60重量％至约
100重量％包含来自从反应器110移至塔330的蒸气相中的水和乙酸的废气分离的第二液相以及氧化副产物。如果使用的话，可以将补充溶剂(例如新鲜的软化水)或合适的再循环物流(例如如下所述从纯化对苯二甲酸产品的结晶中由压力降低产生的蒸气中冷凝的液体)可以从容器204引导至补充罐202。补充罐中的浆液温度优选为约80至约100℃。

[0031] 通过在补充罐202中加热至例如约260至约290℃并在其输送至纯化反应器210时通过包括一个或多个热交换器206的加热区，将粗制芳族羧酸产物溶解以形成纯化反应溶液。在反应器210中，在氢化催化剂的存在下，使纯化反应溶液与氢气在优选约85至约95巴(g)范围内的压力下接触。

[0032] 适用于纯化氢化反应的催化剂包括一种或多种对不纯芳族羧酸产物中的杂质的氢化具有催化活性的金属，所述不纯芳族羧酸产物例如氧化中间体和副产物和/或芳族羰基物质。催化剂金属优选被负载或被运载在不溶于水且在纯化工艺条件下不与芳族羧酸反应的载体材料上。合适的催化剂金属是元素周期表(IUPAC版本)的第VIII族金属，包括钯、铂、铑、锇、钌、铱及其组合。最优选的是钯或包括钯的此类金属的组合。优选的载体是表面积为数百或数千m2/g表面积且具有足够的强度和耐磨耗性以在操作条件下长期使用的碳和木炭。金属负载量不是关键的，但是基于载体和一种或多种催化剂金属的总重量，实际上优选的负载量为约0.1重量％至约5重量％。用于转化存在于不纯的芳族羧酸产物中的杂质的优选催化剂含有约0.1重量％至约3重量％并且更优选约0.2重量％至约1重量％的氢化金属。在一个特定的实施方式中，金属包含钯。

[0033] 将一部分纯化液体反应混合物以物流211从氢化反应器210连续移至结晶容器220，在结晶容器220中通过降低液体上的压力从反应混合物中结晶出纯化的芳族羧酸产物和降低水平的杂质。在容器220中形成的纯化的芳族羧酸和液体的所得浆液以流线221引导至固液分离设备230。结晶中由压力降低产生的蒸气可以通过进入热交换器(未示出)被冷凝以进行冷却，并且所得的冷凝液体例如作为纯化进料补充罐202的再循环通过合适的输送管线(未示出)再引导至工艺。纯化的芳族羧酸产物以物流231离开固液分离装置230。所述固液分离装置可以是离心机、旋转真空过滤器、压力过滤器或其一种或多种的组合。

[0034] 在固液分离器230中分离出固体的纯化芳族羧酸产物的纯化母液包含水、少量的溶解和悬浮的芳族羧酸产物以及杂质，包括溶解或悬浮在母液中的氢化氧化副产物。以物流233引导的纯化母液可送至废水处理设施，或者可用作塔330的回流334，如例如在美国专利No.5,723,656、6,137,001、7,935,844、7,935,845和8,173,834中有更全面的描述。

[0035] 如上所述，粗制芳族羧酸产物在具有热交换器206的加热区中被加热。本领域技术人员应理解，尽管示出了一个热交换器，但是所述加热区可以包括多个热交换器，所述多个热交换器包括热交换器206上游的预热器。在一个实施方式中，热交换器是管壳式交换器，其中粗制芳族羧酸通过与管线402供应的高压蒸汽的间接接触加热而被加热。

[0036] 高压蒸汽402由锅炉404产生。在一个实施方式中，锅炉404是可从内布拉斯加州林肯的Cleaver-Brooks购得的标准D型Nebraska锅炉。锅炉404包括由多个提升管和降液管410连接的蒸汽鼓406和泥鼓408。锅炉给水通过管线412被引入到蒸汽鼓406中。锅炉给水作为液体在略微超过蒸汽鼓406压力的压力下以及在相对于传送压力过冷的温度下被传送。
与蒸汽鼓406中的两相液气水混合物的密度相比，进入蒸汽鼓406的锅炉给水的密度更大。
该密度梯度从而促进热虹吸效应，随着进入，较高密度的液体向下流过降液管410并进入下部泥鼓408，这又迫使较低密度的两相水混合物在上升管410中从泥鼓408向上流入蒸汽鼓
406中。通过管线402从蒸汽鼓406中移出高压蒸汽。通过管线414从泥鼓408中除去包含水与杂质的底部排污，其比率为进入蒸汽鼓的锅炉给水412的约1％至3％，以避免腐蚀性材料的积聚。通过管线416注入诸如天然气的燃料，并且通过管线418引入诸如空气的氧气源，以向锅炉404提供燃烧热源(未示出)。烟道气460从烟囱中除去并用气闸440控制。

[0037] 锅炉给水412包括至少一部分的高压冷凝水419，该高压冷凝水419由高压蒸汽402在热交换器206的壳侧中冷凝而形成。在一个实施方式中，离开热交换器206的高压冷凝水419被引入闪蒸鼓420中，闪蒸鼓420保持在接近冷凝水419的压力下以通过管线422除去残留的蒸汽。蒸汽422可用于该工艺的其它部分(未示出)。高压冷凝水的一部分可以通过管线
424抽出，以用于该工艺的其它部分，但是，离开闪蒸鼓420的高压冷凝水的至少一部分是过冷却的，并且通过泵423进一步加压，然后再循环以用作锅炉给水412。在一个实施方式中，在热交换器206中产生的高压冷凝水的至少65重量％或高达至少97重量％被再循环以用作锅炉给水412。

[0038] 在一个实施方式中，补充锅炉给水的温度低于其合并之前的高压冷凝水的温度。在一个实施方式中，高压冷凝水的温度在约250℃至约305℃之间，其在约80巴(g)至约120巴(g)之间的压力下被传送到锅炉。在一个实施方式中，补充锅炉给水的温度在约100℃至约150℃之间，其在约80巴(g)至约120巴(g)之间的压力下被传送到锅炉。

[0039] 在一个实施方式中，锅炉给水412还包括来自至少一个其它来源的水。在图1所示的实施方式中，锅炉给水412包括再循环高压冷凝水426和由塔盘式脱气器430供应并由泵435加压的补充给水428。去离子水通过管线432引入脱气器430中并且低压蒸汽通过管线
434引入脱气器430中。脱气器430从补充给水428中除去溶解的氧气和其它溶解气体。在所示的实施方式中，补充给水428与再循环的高压冷凝水426合并，然后将锅炉给水412引入锅炉404中。

[0040] 再循环的高压冷凝水426在被供给到锅炉404之前被预热。在图1所示的实施方式中，再循环的高压冷凝水426被电加热器480加热。在一些实施方式中，如下所述在废气处理区350中产生电加热器的功率。将再循环的高压冷凝水预热可降低锅炉负荷，并减少制造芳族羧酸的整个工艺的碳足迹。

[0041] 在反应器容器110中由对二甲苯原料的液相氧化产生的反应废气通过排气口116从反应器中除去，并以物流111导向至分离装置330，在图1所示的实施方式中，该分离装置是具有多个塔盘的高压蒸馏塔，优选提供约30至约50个理论塔板。来自氧化的蒸气流优选分别在约150至约225℃的温度和约4至约21kg/cm2表压的压力下引入塔330，并且基本上不小于氧化反应器110中。回流物流334使流体返回塔。在所示的实施方式中，回流流体包含从废气处理区350回收的液体冷凝物。

[0042] 将引入蒸馏塔的高压蒸气相中的水和溶剂乙酸蒸气分离，从而形成富乙酸的贫水液相和在压力下的分离器出口气体。至少95重量％的来自氧化的高压蒸气中的乙酸被分离成液相。所述液相优选包含约60重量％至约85重量％的乙酸，以及优选不超过约25重量％的水。它还包含少量的比乙酸挥发性低的其它组分，例如对苯二甲酸和对二甲苯氧化副产物，例如对甲苯甲酸和苯甲酸，它们与纯化母液回流一起引入并且还可能包含其它组分，例如来自氧化的溶剂副产物。来自分离的高压气体主要包含水蒸气，并且还含有未反应的氧气、少量溶剂乙酸蒸气、未反应的对二甲苯、氧化副产物、碳氧化物和从用作氧化的氧源的空气中引入的氮气。

[0043] 在蒸馏塔330中分离产生的液相在塔的下部离开该塔，并且优选如以物流331一样直接或间接地返回到氧化反应器110。液相返回到氧化向氧化反应提供了补充溶剂乙酸，并且通过允许从氧化蒸气相冷凝的副产物以及从纯化母液回流到塔中再循环的那些转化为所需产物，可以减少原料损失。

[0044] 从蒸馏塔330中分离出水和乙酸蒸气而产生的高压气体被从塔中移出并引导至废气处理区350。高压气体在一个或多个冷凝器352和354中冷凝。优选地，进行冷凝以使得在约40至约60℃的温度下的液态冷凝水在至少一个阶段中被回收。在附图所示的实施方式中，通过在冷凝装置352中与水在约120至约170℃之间的温度下间接热交换来进行冷凝，其中来自冷凝器352的流出物被引导至冷凝器354，以使用约30℃至约40℃的冷却水进一步冷凝。来自冷凝器354的气体和液体流出物被引导至鼓360，在鼓360中，包含水的冷凝液被收集并以物流361移出，并且在压力下从鼓360中抽出冷凝器废气并引导至吸收器364。通过冷凝器352和354中的冷凝，从来自蒸馏塔330的加压出口气体回收的冷凝液为至少约95重量％的水并且还包含少量的有机杂质。冷凝液以物流367输送到一个或多个用在纯化步骤中或用于纯化步骤的容器或液体容器。例如，大部分冷凝液可以输送到纯化溶液补充罐202中，以用于形成被引导到纯化反应器210的粗产物浆液和纯化反应溶液。可以引导冷凝液的其它纯化容器和液体接收设备和用途包括用作清洁补充溶剂的结晶容器220，以代替在结晶器和固液分离装置230中蒸发的纯化反应液，以用作洗涤液或密封冲洗液。冷凝液也适合用于外部纯化，例如回流至蒸馏塔330和用于溶剂交换“过滤器”的洗涤液，该过滤器用于从氧化母液中分离从氧化回收的固体产物。

[0045] 通过冷凝器354中的热交换来加热用作用于使来自蒸馏塔330的加压气体冷凝的热交换流体的水，以形成加压蒸汽，该加压蒸汽可以被引导至诸如膨胀器356和发电机358的能量回收装置。在一个实施方式中，发电机358中产生的电用于向电加热器480供电，以进行高压冷凝水再循环。

[0046] 来自从鼓360移出的冷凝的未冷凝废气包含不可冷凝的组分，例如来自氧化的未消耗氧气，来自用作氧化氧源的空气的氮气，来自此类空气以及来自氧化反应的碳氧化物，以及痕量的未反应的对二甲苯及其氧化副产物、乙酸甲酯和甲醇，以及由用于氧化的溴促进剂形成的甲基溴。在附图所示的实施方式中，由于基本上完全冷凝成在冷凝装置中回收的冷凝液，因此未冷凝的气体基本上不含水蒸气。

[0047] 离开鼓360的未冷凝的废气处于约10至约15kg/cm2的压力下，并且可以在功率回收之前直接输送至功率回收装置或污染控制装置，以去除腐蚀性和可燃性物质。如图1所示，首先将未冷凝气体引导至处理，以除去未反应的进料以及残留在气体中的痕量溶剂乙酸和/或其反应产物。因此，离开鼓360的未冷凝气体被引导至高压吸收器364，以汽提对二甲苯、乙酸、甲醇和乙酸甲酯而基本上不损失压力。吸收容器364适合于接收冷凝后剩余的基本上贫水的气体，并适于通过与一种或多种液体洗涤剂接触而从气体氧化中分离出对二甲苯、溶剂乙酸及其反应产物。在吸收器容器364的一个或多个上部和一个或多个下部，分别设置用于将洗涤剂以物流366和368的形式添加到吸收器的入口。吸收器364还包括：上部排气口，在压力下从其中除去包含吸收器入口气体的不可冷凝组分的洗涤气体；和下部出口，用于除去在其中洗涤来自包含对二甲苯、乙酸、甲醇和/或乙酸甲酯中的一种或多种的气相的组分的液态乙酸流。从塔的下部除去底部液体，并且可以将其引导至反应器110以再利用回收的组分。

[0048] 从高压吸收器的排气口移出的加压气体可被引导至污染控制装置，以将来自冷凝器或吸收器的加压气体中的有机组分和一氧化碳转化为二氧化碳和水。优选的污染控制装置是催化氧化单元，该催化氧化单元适于接收第二加压气体，任选地加热第二加压气体以促进燃烧，并使该气体与设置在蜂窝状或其它基本上多孔载体上的高温稳定的氧化催化剂接触，从而使气体通过装置的流量基本上不受影响。在所示的实施方式中，来自吸收器364的塔顶气体被引导至污染控制系统，该系统包括预热器370和催化氧化单元372。所述气体在预热器中被加热至约250至450℃，并在约10至15kg/cm2的压力下通到催化氧化单元372，在其中有机组分和副产物被氧化成更适合于有益环境管理的化合物。

[0049] 氧化的高压气体从催化氧化单元372引导至与发电机376连接的膨胀器374。来自氧化的高压气体的能量在膨胀器374中转化为功，并且所述功通过发电机376转化为电能。发电机376产生的电力的至少一部分可以用于向电加热器480供电以将再循环的冷凝物进行预热。膨胀的气体离开膨胀器，并且可以通过物流378释放到大气中，优选在苛性碱洗涤和/或其它处理以适当地管理这种释放之后进行。

[0050] 本文引用的每个专利和非专利出版物的全部内容通过引用并入本文，除非在本说明书中有任何不一致的公开或定义的情况下，否则以本文的公开或定义为准。

[0051] 已经通过解释和说明的方式提供了前述详细描述和附图，而无意于限制所附权利要求的范围。对于本领域的普通技术人员而言，本文所示的当前优选实施方式中的许多变型将是显而易见的，并且仍在所附权利要求及其等同物的范围内。

[0052] 应当理解，所附权利要求中叙述的要素和特征可以不同的方式组合以产生同样落入本发明范围内的新的权利要求。因此，尽管下面所附的从属权利要求仅依赖于单个独立或从属权利要求，但是应当理解，可以使这些从属权利要求替代地依赖于任何前述权利要求(无论是独立还是从属)，并且这样的新组合将被理解为构成本说明书的一部分。

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