[go: up one dir, main page]

RU2467998C2 - Method of producing aromatic carboxylic acid - Google Patents

Method of producing aromatic carboxylic acid Download PDF

Info

Publication number
RU2467998C2
RU2467998C2 RU2010121143/04A RU2010121143A RU2467998C2 RU 2467998 C2 RU2467998 C2 RU 2467998C2 RU 2010121143/04 A RU2010121143/04 A RU 2010121143/04A RU 2010121143 A RU2010121143 A RU 2010121143A RU 2467998 C2 RU2467998 C2 RU 2467998C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oxidation
carboxylic acid
combustion
gas
exhaust gas
Prior art date
Application number
RU2010121143/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010121143A (en
Inventor
Норихито СИРАИСИ
Кацухико ФУКУИ
Сатоси МИЯМОТО
Original Assignee
Мицубиси Кемикал Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мицубиси Кемикал Корпорейшн filed Critical Мицубиси Кемикал Корпорейшн
Publication of RU2010121143A publication Critical patent/RU2010121143A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467998C2 publication Critical patent/RU2467998C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/255Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
    • C07C51/265Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing aromatic carboxylic acid. Said method involves an oxidative step for oxidising an alkyl aromatic compound in the presence of a bromine compound to obtain an aromatic carboxylic acid; and a step for burning exhaust gas formed at the oxidation step in an incinerator. The gas obtained after burning the exhaust gas at burning temperature ranging from 450°C to 1000°C is cooled to 250°C or lower, and the time for cooling from 450°C to 250°C in the cooling process is not more than 1 second.
EFFECT: use of the present method enables to inhibit formation of bromine-containing dioxins.
11 cl, 1 tbl, 4 ex, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу производства ароматической карбоновой кислоты.The present invention relates to a method for the production of aromatic carboxylic acid.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Ароматические карбоновые кислоты, такие как терефталевая кислота, полезны в качестве сырьевых материалов синтеза полимерных сложных эфиров или т.п. Например, для производства терефталевой кислоты, типичного представителя ароматических карбоновых кислот, промышленно применяют способ, в котором проводят реакцию жидкофазного окисления п-ксилола газом, содержащим молекулярный кислород при повышенном давлении. Обычно реакцию жидкофазного окисления проводят в реакторе окисления, применяя растворитель, содержащий алифатическую карбоновую кислоту, такую как уксусная кислота, в присутствии катализатора на основе тяжелого металла, содержащего главным образом кобальт или марганец, и соединения брома.Aromatic carboxylic acids, such as terephthalic acid, are useful as raw materials for the synthesis of polymer esters or the like. For example, for the production of terephthalic acid, a typical representative of aromatic carboxylic acids, a method is used industrially in which a liquid-phase oxidation reaction of p-xylene with a gas containing molecular oxygen is carried out under elevated pressure. Typically, a liquid phase oxidation reaction is carried out in an oxidation reactor using a solvent containing an aliphatic carboxylic acid, such as acetic acid, in the presence of a heavy metal catalyst containing mainly cobalt or manganese and a bromine compound.

При таком способе производства из реактора окисления образуется отходящий газ высокого давления. Этот отходящий газ содержит, например, остаточный кислород; п-ксилол как непрореагировавший сырьевой материал; алифатическую карбоновую кислоту в качестве растворителя; монооксид углерода, сложные эфиры алифатических карбоновых кислот и метилбромид в качестве побочных продуктов или т.п. Обычно отходящий газ выпускают в атмосферу, при необходимости извлекая полезные компоненты и энергию, удаляя загрязнители и т.п.With this production method, high pressure off-gas is generated from the oxidation reactor. This exhaust gas contains, for example, residual oxygen; p-xylene as unreacted raw material; aliphatic carboxylic acid as a solvent; carbon monoxide, esters of aliphatic carboxylic acids and methyl bromide as by-products or the like. Usually the exhaust gas is released into the atmosphere, if necessary, removing useful components and energy, removing pollutants, etc.

Метилбромид, образующийся среди компонентов отходящего газа из соединения брома, применяемого в качестве вспомогательного каталитического средства или т.п., представляет собой одно из веществ, способствующих истончению озонового слоя. Согласно этому, желательно не выпускать метилбромид в атмосферу с отходящим газом, предпочтительно, удаляя его из отходящего газа. Methyl bromide formed among the components of the exhaust gas from a bromine compound used as an auxiliary catalyst or the like, is one of the substances that contribute to the thinning of the ozone layer. Accordingly, it is desirable not to release methyl bromide into the atmosphere with the exhaust gas, preferably by removing it from the exhaust gas.

В качестве способа обработки отходящего газа, содержащего метилбромид, обычно проводят обработку сжиганием. Например, предлагают сжигать отходящий газ, подводя газ, содержащий молекулярный кислород, средство, способствующее горению, и т.п. в присутствии катализатора (Патентные документы 1 и 2). Однако недостатками этого способа являются короткий срок службы катализатора и высокая стоимость обработки отходящего газа. As a method of treating the exhaust gas containing methyl bromide, a combustion treatment is usually carried out. For example, it is proposed to burn off-gas by supplying a gas containing molecular oxygen, a combustion aid, and the like. in the presence of a catalyst (Patent Documents 1 and 2). However, the disadvantages of this method are the short life of the catalyst and the high cost of processing the exhaust gas.

Поэтому предложен способ обработки сжиганием отходящего газа, содержащего метилбромид, с топливом в регенеративной термической окислительной печи (Патентный Документ 3). В Патентном Документе 3 раскрыто, что, согласно данному способу, отходящий газ может быть эффективно обработан сжиганием без применения катализатора. Therefore, a method is proposed for treating by burning off an exhaust gas containing methyl bromide with fuel in a regenerative thermal oxidizing furnace (Patent Document 3). Patent Document 3 discloses that, according to this method, the exhaust gas can be efficiently processed by combustion without the use of a catalyst.

[Патентный Документ 1] JP-A-2000-189753[Patent Document 1] JP-A-2000-189753

[Патентный Документ 2] JP-T-2001-515576 (Термин «JP-T», используемый в настоящем документе, означает «опубликованный японский перевод патентной заявки согласно РСТ»)[Patent Document 2] JP-T-2001-515576 (The term “JP-T” as used herein means “published Japanese translation of the PCT patent application”)

[Патентный Документ 3] JP-A-2004-257606[Patent Document 3] JP-A-2004-257606

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническая задачаTechnical challenge

В последние годы стала широко известной вредоносность хлорсодержащих диоксинов; опасаются и вреда от бромосодержащих диоксинов, которые могут образовываться при сгорании бромосодержащих материалов, что делает желательным контроль за их появлением. Однако в Патентном Документе 3 не уделено внимание образованию бромосодержащих диоксинов при сжигании метилбромида, не раскрыты и условия проведения сжигания, необходимые для замедления образования бромосодержащих диоксинов и т.п.In recent years, the harmfulness of chlorine-containing dioxins has become widely known; they also fear harm from bromine-containing dioxins, which can be formed during the combustion of bromine-containing materials, which makes it desirable to control their appearance. However, Patent Document 3 does not pay attention to the formation of bromine-containing dioxins during the combustion of methyl bromide, nor does the burning conditions necessary to slow the formation of bromine-containing dioxins, etc.

Поэтому целью настоящего изобретения является проведение обработки сжиганием с одновременным ингибированием образования бромосодержащих диоксинов в способе производства ароматических карбоновых кислот, который включает в себя стадию обработки сжиганием отходящего газа, образуемого на стадии окисления.Therefore, the aim of the present invention is to carry out a combustion treatment while inhibiting the formation of bromine-containing dioxins in a method for the production of aromatic carboxylic acids, which includes the stage of processing by burning off-gas generated in the oxidation stage.

Кроме того, обычно чем ниже концентрация метилбромида, тем труднее достигнуть полного сжигания и обработки. В Патентном Документе 3 описана только обработка сжиганием отходящего газа, содержащего метилбромид в количестве около 30 част./млн., и не испытана обработка отходящего газа, содержащего метилбромид в концентрации от нескольких част./млн. до величины, превышающей 10 част./млн.In addition, usually the lower the concentration of methyl bromide, the more difficult it is to achieve complete combustion and treatment. Patent Document 3 describes only the treatment by burning off an exhaust gas containing methyl bromide in an amount of about 30 ppm, and does not test the treatment on an off gas containing methyl bromide in a concentration of several ppm. up to 10 ppm

Поэтому другой целью настоящего изобретения является проведение обработки сжиганием отходящего газа, содержащего метилбромид при низкой концентрации, трудной для обработки, в способе производства ароматических карбоновых кислот, который включает в себя стадию обработки сжиганием отходящего газа, образующегося на стадии окисления.Therefore, another object of the present invention is to carry out a treatment for burning off-gas containing methyl bromide at a low concentration, difficult to process, in a method for producing aromatic carboxylic acids, which includes a step for treating burning off-gas generated in the oxidation step.

Техническое решениеTechnical solution

В результате интенсивных исследований, проведенных авторами настоящего изобретения для достижения вышеуказанных целей, было найдено, что вышеуказанная цель может быть достигнута посредством сжигания отходящего газа, содержащего метилбромид, в особых условиях, и таким образом было создано настоящее изобретение.As a result of intensive research by the present inventors to achieve the above objectives, it was found that the above objective can be achieved by burning off-gas containing methyl bromide under special conditions, and thus the present invention was created.

Сущность настоящего изобретения описывается следующим образом.The essence of the present invention is described as follows.

[1] Способ производства ароматической карбоновой кислоты, который включает в себя окислительную стадию окисления алкилароматического соединения в присутствии соединения брома для получения ароматической карбоновой кислоты и стадию сжигания отходящего газа, образующегося на стадии окисления, в установке для сжигания, где после сжигания отходящего газа при температуре горения 450-1000°С газ после сжигания охлаждают до 250°С или ниже и время охлаждения от 450 до 250°С в процессе охлаждения не превышает 1 секунды.[1] A method for producing an aromatic carboxylic acid, which includes an oxidizing step for oxidizing an alkyl aromatic compound in the presence of a bromine compound to produce an aromatic carboxylic acid, and a step for burning the exhaust gas generated in the oxidation step in a combustion plant, where, after burning the exhaust gas at a temperature combustion of 450-1000 ° C, the gas after combustion is cooled to 250 ° C or lower and the cooling time from 450 to 250 ° C during cooling does not exceed 1 second.

[2] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по п. [1], где время охлаждения от температуры горения до 250°С не превышает 1 секунды.[2] A method for producing aromatic carboxylic acid according to [1], wherein the cooling time from the combustion temperature to 250 ° C. does not exceed 1 second.

[3] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по пп. [1] или [2], где газ после сжигания охлаждают теплоаккумулирующим материалом.[3] A method for the production of aromatic carboxylic acid according to claims [1] or [2], where the gas after combustion is cooled by heat storage material.

[4] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по любому из пп. [1]-[3], где сжигание проводят в отсутствие катализатора горения.[4] A method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of paragraphs. [1] - [3], where the combustion is carried out in the absence of a combustion catalyst.

[5] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по любому из пп. [1]-[4], где установка для сжигания представляет собой регенеративную термическую окислительную установку.[5] A method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of paragraphs. [1] to [4], where the combustion plant is a regenerative thermal oxidation plant.

[6] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по любому из пп. [1]-[5], где концентрация бромосодержащих диоксинов в газе после охлаждения не превышает 1 нг-ТЭК/м3 в единицах токсического эквивалента.[6] A method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of claims. [1] - [5], where the concentration of bromine-containing dioxins in the gas after cooling does not exceed 1 ng-TEK / m 3 in units of toxic equivalent.

[7] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по любому из пп. [1]-[6], где проводят стадию окисления в растворителе на основе алифатической карбоновой кислоты и данный способ включает в себя стадию разделения твердого вещества и жидкости, на которой суспензию, содержащую ароматическую карбоновую кислоту, полученную на стадии окисления, и растворитель разделяют на твердое вещество и жидкость, получая массу ароматической карбоновой кислоты и маточный раствор, и стадию возвращения маточного раствора, на которой по меньшей мере часть маточного раствора повторно используют на стадии окисления.[7] A method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of paragraphs. [1] - [6], where the stage of oxidation in a solvent based on an aliphatic carboxylic acid is carried out, and this method includes the step of separating a solid and a liquid, in which a suspension containing aromatic carboxylic acid obtained in the oxidation step and the solvent are separated into solid and liquid, obtaining a mass of aromatic carboxylic acid and a mother liquor, and a mother liquor recovery step, in which at least a portion of the mother liquor is reused in the oxidation step.

[8] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по п. [7], где на стадии окисления повторно используют не менее 50% по массе маточного раствора.[8] The method for the production of aromatic carboxylic acid according to [7], wherein at the oxidation stage, at least 50% by weight of the mother liquor is reused.

[9] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по любому из пп. [1]-[8], где концентрация метилбромида в отходящем газе не превышает 100 част./млн. по объему.[9] A method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of paragraphs. [1] - [8], where the concentration of methyl bromide in the exhaust gas does not exceed 100 ppm. by volume.

[10] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по любому из пп. [1]-[9], где алкилароматическим соединением является п-ксилол.[10] A method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of paragraphs. [1] - [9], where the alkyl aromatic compound is p-xylene.

[11] Способ производства ароматической карбоновой кислоты по любому из пп. [1]-[10], где ароматической карбоновой кислотой является терефталевая кислота.[11] A method for producing an aromatic carboxylic acid according to any one of paragraphs. [1] - [10], where aromatic carboxylic acid is terephthalic acid.

Полезные эффектыBeneficial effects

Согласно настоящему изобретению, в способе производства ароматической карбоновой кислоты, который включает в себя стадию обработки сжиганием отходящего газа, образуемого на стадии окисления, отходящий газ, содержащий метилбромид, может быть обработан сжиганием при одновременном ингибировании образования бромосодержащих диоксинов, так что настоящее изобретение полезно тем, что может быть уменьшена неблагоприятная нагрузка на окружающую среду.According to the present invention, in a method for producing aromatic carboxylic acid, which includes a step for treating the flue gas generated in the oxidation step by burning, the flue gas containing methyl bromide can be treated by burning while inhibiting the formation of bromine-containing dioxins, so the present invention is useful in that that the adverse environmental load can be reduced.

Согласно настоящему изобретению, отходящий газ, содержащий метилбромид при низкой концентрации, может быть также эффективно обработан сжиганием.According to the present invention, the exhaust gas containing methyl bromide at a low concentration can also be effectively treated by burning.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, не требуется поставлять большое количество газа, содержащего кислород, такого как воздух, не требуется также постоянно поставлять топливо для горения и горение возможно даже в отсутствие катализатора, так что отходящий газ, содержащий метилбромид, может быть эффективно обработан сжиганием. Поэтому настоящее изобретение полезно тем, что могут быть уменьшены эксплуатационные расходы, затраты на монтаж и энергопотребление.Furthermore, according to the present invention, it is not necessary to supply a large amount of an oxygen-containing gas such as air, it is also not necessary to constantly supply combustion fuel and combustion is possible even in the absence of a catalyst, so that the exhaust gas containing methyl bromide can be efficiently processed by combustion . Therefore, the present invention is useful in that operating costs, installation costs and power consumption can be reduced.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, может быть ингибировано образование NOX (оксида азота).In addition, according to the present invention, the formation of NOX (nitric oxide) can be inhibited.

Согласно этому, способ производства ароматической карбоновой кислоты согласно настоящему изобретению является весьма безопасным, не создающим большой неблагоприятной нагрузки на окружающую среду и его стоимость и энергопотребление являются низкими.According to this, the method of producing aromatic carboxylic acid according to the present invention is very safe, not creating a large adverse environmental burden, and its cost and energy consumption are low.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 представляет собой схему технологического процесса, показывающую пример стадии обработки отходящего газа согласно настоящему изобретению.Figure 1 is a flowchart showing an example of an exhaust gas treatment step according to the present invention.

Фиг.2 представляет собой схему технологического процесса, показывающую пример способа производства терефталевой кислоты согласно настоящему изобретению.FIG. 2 is a flow diagram showing an example of a method for producing terephthalic acid according to the present invention.

Фиг.3 представляет собой схему технологического процесса, показывающую другой пример способа производства терефталевой кислоты согласно настоящему изобретению.FIG. 3 is a flowchart showing another example of a method for producing terephthalic acid according to the present invention.

ЭкспликацияExplication

1: Отходящий газ стадии окисления1: Oxidization off-gas

2: Растворитель2: solvent

3: Выпускной газ абсорбера3: Absorber exhaust gas

4: Жидкость, содержащая извлекаемую алифатическую карбоновую кислоту4: Liquid containing recoverable aliphatic carboxylic acid

5: Жидкость, содержащая извлекаемые сложные эфиры алифатической карбоновой кислоты5: Liquid containing recoverable esters of aliphatic carboxylic acid

6: Выпускной газ6: exhaust gas

7: Выпускной газ установки для сжигания7: Combustion plant exhaust gas

8: Выпускной газ абсорбера8: Absorber exhaust gas

11: Абсорбер высокого давления11: high pressure absorber

12: Теплообменник12: Heat exchanger

13: Расширитель газа (газовый дроссель)13: Gas expander (gas throttle)

14: Установка для сжигания14: Combustion plant

15: Абсорбер15: Absorber

21: Реактор окисления21: Oxidation Reactor

22: Сепаратор твердого вещества и жидкости22: Separator solids and liquids

23: Установка для промывки23: Flushing unit

24: Сепаратор твердого вещества и жидкости и промывочная установка24: Solids and liquids separator and flushing unit

25: Сушилка25: dryer

26: Холодильник26: Fridge

31: Реактор окисления31: Oxidation Reactor

32: Реактор низкотемпературного дополнительного окисления32: Low temperature post-oxidation reactor

33: Насос33: Pump

34: Нагреватель34: Heater

35: Реактор высокотемпературного дополнительного окисления35: High temperature post-oxidation reactor

36: Испаритель мгновенного действия36: Instant evaporator

37: Сепаратор твердого вещества и жидкости37: Separator solids and liquids

38: Промывочная установка38: Flushing unit

39: Сепаратор твердого вещества и жидкости и промывочная установка39: Solids and liquids separator and flushing unit

40: Сушилка40: dryer

41: Холодильник реактора окисления41: Oxidation reactor refrigerator

42: Холодильник реактора низкотемпературного дополнительного окисления42: Refrigerator low temperature oxidation reactor

43: Холодильник реактора высокотемпературного дополнительного окисления43: Refrigerator of the high temperature oxidation reactor

44: Холодильник испарителя мгновенного действия44: Instant evaporator cooler

A: п-КсилолA: p-Xylene

B: Газ, содержащий молекулярный кислородB: Gas containing molecular oxygen

C: СуспензияC: Suspension

D: Масса терефталевой кислотыD: Mass of terephthalic acid

E: Маточный растворE: stock solution

F: Масса терефталевой кислоты (после промывки)F: Mass of terephthalic acid (after washing)

G: Неочищенные кристаллы терефталевой кислотыG: Crude terephthalic acid crystals

H: Повторно используемый (возвращаемый) маточный растворH: Reusable (returnable) mother liquor

J: Слив маточного раствораJ: Drain the mother liquor

K: Моющая жидкостьK: Detergent

L: Отходы моющей жидкостиL: Detergent waste

M: Отходящий газ реактора окисления (до конденсации)M: Waste gas from the oxidation reactor (before condensation)

N: Жидкий конденсатN: Liquid Condensate

P: Отходящий газ реактора окисления (после конденсации)P: Oxidation reactor off-gas (after condensation)

Q: Повторно используемые (возвращаемые) алифатические карбоновые кислоты и сложные эфиры алифатических карбоновых кислотQ: Reusable (Returnable) Aliphatic Carboxylic Acids and Aliphatic Carboxylic Acid Esters

a: п-Ксилолa: p-Xylene

b: Газ, содержащий молекулярный кислородb: Gas containing molecular oxygen

c: Суспензияc: Suspension

d: Суспензия стадии низкотемпературного дополнительного окисленияd: Suspension stage low-temperature additional oxidation

e: Суспензия стадии высокотемпературного дополнительного окисленияe: Suspension of the high temperature post-oxidation step

f: Масса терефталевой кислотыf: Mass of terephthalic acid

g: Маточный растворg: stock solution

h: Масса терефталевой кислоты (после промывки)h: Mass of terephthalic acid (after washing)

i: Кристаллы терефталевой кислотыi: Terephthalic acid crystals

j: Повторно используемый (возвращаемый) маточный растворj: Reusable (returnable) mother liquor

k: Сливаемые отходы маточного раствораk: Drainable waste mother liquor

l: Моющая жидкостьl: Detergent

m: Отходы моющей жидкостиm: Waste detergent

n: Отходящий газ реактора окисления (до конденсации)n: Exhaust gas from the oxidation reactor (before condensation)

o: Жидкий конденсатo: Liquid condensate

p: Отходящий газ реактора окисления (после конденсации)p: Oxidation reactor off-gas (after condensation)

q: Отходящий газ реактора дополнительного низкотемпературного окисления (до конденсации)q: Exhaust gas from the additional low temperature oxidation reactor (before condensation)

r: Жидкий конденсатr: liquid condensate

s: Отходящий газ реактора дополнительного низкотемпературного окисления (после конденсации)s: Exhaust gas from the low temperature oxidation reactor (after condensation)

t: Отходящий газ реактора дополнительного высокотемпературного окисления (до конденсации)t: Exhaust gas from the high temperature oxidation reactor (before condensation)

u: Жидкий конденсатu: liquid condensate

v: Отходящий газ реактора дополнительного высокотемпературного окисления (после конденсации)v: Exhaust gas from the high temperature oxidation reactor (after condensation)

w: Отходящий газ испарителя (до конденсации)w: Evaporator exhaust gas (before condensation)

x: Жидкий конденсатx: Liquid Condensate

y: Отходящий газ испарителя (после конденсации)y: Evaporator exhaust gas (after condensation)

z: Повторно используемые (возвращаемые) алифатические карбоновые кислоты и сложные эфиры алифатических карбоновых кислотz: Reusable (Returnable) Aliphatic Carboxylic Acids and Aliphatic Carboxylic Acid Esters

Наилучший способ осуществления изобретенияBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу производства ароматической карбоновой кислоты, который включает в себя стадию окисления, на которой алкилароматическое соединение окисляют в присутствии бромосодержащего соединения, получая ароматическую карбоновую кислоту, и стадию, на которой отходящий газ, образующийся на стадии окисления, сжигают в установке для сжигания, где после сжигания отходящего газа при температуре 450-1000°С газ после сжигания охлаждают до 250°С или ниже и время охлаждения от 450°С до 250°С на стадии охлаждения не превышает 1 секунды.The present invention relates to a method for the production of aromatic carboxylic acid, which includes an oxidation step in which the alkyl aromatic compound is oxidized in the presence of a bromine-containing compound to produce an aromatic carboxylic acid, and a step in which the exhaust gas generated in the oxidation step is burned in an incinerator where, after burning the exhaust gas at a temperature of 450-1000 ° С, the gas after combustion is cooled to 250 ° С or lower and the cooling time from 450 ° С to 250 ° С at the cooling stage does not exceed t 1 seconds.

То есть настоящее изобретение может ингибировать образование бромосодержащих диоксинов посредством обработки отходящего газа, содержащего метилбромид, в особых условиях сжигания и охлаждения.That is, the present invention can inhibit the formation of bromine-containing dioxins by treating the exhaust gas containing methyl bromide under special combustion and cooling conditions.

Способ производства согласно настоящему изобретению будет подробно описан ниже. В связи с этим следует указать, что в нижеследующем описании значение давления означает абсолютное давление и нормальное давление обычно составляет 0,101 МПа, если не указано иначе.The production method according to the present invention will be described in detail below. In this regard, it should be noted that in the following description the pressure value means absolute pressure and normal pressure is usually 0.101 MPa, unless otherwise indicated.

Способ производства ароматической карбоновой кислоты согласно настоящему изобретению включает в себя по меньшей мере стадию окисления, на которой алкилароматическое соединение окисляют, получая ароматическую карбоновую кислоту, и стадию обработки отходящего газа, на которой отходящий газ, образующийся на стадии окисления, сжигают в установке для сжигания, и, предпочтительно, дополнительно включает в себя стадию разделения твердого вещества и жидкости и стадию возврата маточного раствора.A method for producing an aromatic carboxylic acid according to the present invention includes at least an oxidation step in which the alkyl aromatic compound is oxidized to produce an aromatic carboxylic acid, and an exhaust gas treatment step in which the exhaust gas generated in the oxidation step is burned in an incinerator, and preferably further includes a step for separating the solid and the liquid and a step for recovering the mother liquor.

Вид ароматической карбоновой кислоты, к которой применимо настоящее изобретение, конкретно не ограничен, и можно указать, например, ортофталевую кислоту, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, тримеллитовую кислоту (бензолтрикарбоновую кислоту), 2,6- или 2,7-нафталиндикарбоновую кислоту, 4,4'-бифенилдикарбоновую кислоту и т.п. В группе этих ароматических карбоновых кислот настоящее изобретение предпочтительно применять для производства фталевых кислот (ортофталевой кислоты, изофталевой кислоты, терефталевой кислоты или т.п.) и особенно предпочтительно его применять для производства терефталевой кислоты.The type of aromatic carboxylic acid to which the present invention is applicable is not particularly limited, and for example, orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid (benzenetricarboxylic acid), 2,6- or 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 4 , 4'-biphenyldicarboxylic acid and the like. In the group of these aromatic carboxylic acids, the present invention is preferably used for the production of phthalic acids (orthophthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid or the like), and it is particularly preferred to use it for the production of terephthalic acid.

Алкилароматические соединения исходных материалов также конкретно не ограничены, и ароматическое кольцо может быть моноциклическим или полициклическим. В качестве алкильных групп можно указать, например, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изопропильную группу и т.п.Alkylaromatic compounds of the starting materials are also not particularly limited, and the aromatic ring may be monocyclic or polycyclic. As the alkyl groups, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group and the like can be mentioned.

В качестве конкретных примеров алкилароматических соединений можно назвать, например, ди- и триалкилбензолы, ди- и триалкилнафталины и ди- и триалкилбифенилы. Предпочтительными примерами являются м-диизопропилбензол, п-диизопропилбензол, о-диизопропилбензол, о-цимен, м-цимен, п-цимен, о-ксилол, м-ксилол, п-ксилол, триметилбензолы, 2,6- или 2,7-диметилнафталин, 2,6-диизопропилнафталин, 4,4'-диметилбифенил или т.п. Благодаря высокой реактивности, более всех предпочтительны алкилбензолы, алкилнафталины, алкилбифенилы и т.п., имеющие от 2 до 4 алкильных групп, имеющих от 1 до 4 углеродных атомов, таких как метильная группа, этильная группа, н-пропильная группа и изопропильная группа.As specific examples of alkyl aromatic compounds, mention may be made, for example, of di- and trialkylbenzenes, di- and trialkylnaphthalenes and di- and trialkylbiphenyls. Preferred examples are m-diisopropylbenzene, p-diisopropylbenzene, o-diisopropylbenzene, o-cimen, m-cimen, p-cimen, o-xylene, m-xylene, p-xylene, trimethylbenzenes, 2,6- or 2,7- dimethylnaphthalene, 2,6-diisopropylnaphthalene, 4,4'-dimethylbiphenyl or the like. Due to its high reactivity, alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, alkylbiphenyls and the like having from 2 to 4 alkyl groups having from 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group are most preferred.

Алкилароматические соединения могут быть частично окисленными. Это такие соединения, в которых алкильные группы алкилароматических соединений окислены до альдегидной группы, ацильной группы, карбоксильной группы, гидроксиалкильной группы или т.п., но они не окислены до такой степени, чтобы стать настоящей ароматической карбоновой кислотой. Конкретно, например, можно назвать 4-карбоксибензальдегид (далее в настоящем документе сокращенно обозначаемый как «4CBA»), 3-метилбензальдегид, 4-метилбензальдегид, м-толуиловую кислоту, п-толуиловую кислоту, п-толуиловый альдегид, 3-формилбензойную кислоту, 4-формилбензойную кислоту, 2-метил-6-формилнафталины и т.п.Alkyl aromatic compounds may be partially oxidized. These are compounds in which the alkyl groups of the alkyl aromatic compounds are oxidized to an aldehyde group, an acyl group, a carboxyl group, a hydroxyalkyl group or the like, but they are not oxidized to the extent that they become a true aromatic carboxylic acid. Specifically, for example, mention may be made of 4-carboxybenzaldehyde (hereinafter abbreviated as “4CBA”), 3-methylbenzaldehyde, 4-methylbenzaldehyde, m-toluic acid, p-toluic acid, p-toluyl aldehyde, 3-formylbenzoic acid, 4-formylbenzoic acid, 2-methyl-6-formylnaphthalene and the like.

Эти исходные материалы можно применять по отдельности или два или более материалов можно применять в комбинациях.These starting materials may be used individually, or two or more materials may be used in combination.

В общем случае, в качестве исходных материалов предпочтительны ксилолы (о-ксилол, м-ксилол и п-ксилол) и особо предпочтителен п-ксилол. Когда п-ксилол применяют в качестве исходного материала, ароматическими соединениями, имеющими частично окисленные алкильные группы, являются, например, 4СВА, п-толуиловый альдегид, п-толуиловая кислота и т.п. и в качестве ароматической карбоновой кислоты получают терефталевую кислоту.In general, xylenes (o-xylene, m-xylene and p-xylene) are preferred as starting materials, and p-xylene is particularly preferred. When p-xylene is used as a starting material, aromatic compounds having partially oxidized alkyl groups are, for example, 4CBA, p-toluyl aldehyde, p-toluic acid and the like. and terephthalic acid is obtained as aromatic carboxylic acid.

В качестве примера способа производства терефталевой кислоты с п-ксилолом в качестве исходного материала ниже будут объяснены стадия окисления (I), стадия разделения твердого вещества и жидкости (II), стадия возврата маточного раствора (III) и стадия обработки отходящего газа (IV), но при производстве других ароматических карбоновых кислот возможно аналогичное производство с произвольными изменениями этих стадий.As an example of a method for the production of terephthalic acid with p-xylene as the starting material, the oxidation stage (I), the stage of separation of solid and liquid (II), the stage of return of the mother liquor (III) and the stage of processing the exhaust gas (IV) will be explained below. but in the production of other aromatic carboxylic acids, a similar production is possible with arbitrary changes in these stages.

<Стадия окисления (I)><Stage oxidation (I)>

На стадии окисления (I) ароматическую карбоновую кислоту получают окислением алкилароматического соединения в присутствии бромосодержащего соединения. Например, можно указать, что суспензию, состоящую в основном из ароматической карбоновой кислоты и растворителя, получают окислением алкилароматического соединения, применяемого в качестве исходного материала, в растворителе газом, содержащим молекулярный кислород, в реакторе окисления. На вышеуказанной стадии окисления (I) вышеуказанная реакция окисления (обработка окислением) может быть проведена только однократно или она может быть проведена также два или более раз. Когда реакцию окисления (обработку окислением) проводят два или более раз, ее условия могут быть такими же, как и условия первой реакции окисления (обработки окислением), или они могут быть отличными от условий первой реакции окисления (обработки окислением).In the oxidation step (I), aromatic carboxylic acid is obtained by oxidizing an alkyl aromatic compound in the presence of a bromine-containing compound. For example, it can be pointed out that a suspension consisting mainly of aromatic carboxylic acid and a solvent is obtained by oxidizing an alkyl aromatic compound used as a starting material in a solvent with a gas containing molecular oxygen in an oxidation reactor. In the above oxidation step (I), the above oxidation reaction (oxidation treatment) can be carried out only once or it can also be carried out two or more times. When the oxidation reaction (oxidation treatment) is carried out two or more times, its conditions may be the same as the conditions of the first oxidation reaction (oxidation treatment), or they may be different from the conditions of the first oxidation reaction (oxidation treatment).

Когда целью производства ароматической карбоновой кислоты является терефталевая кислота, обычно в качестве исходного материала применяют п-ксилол, но, как описано выше, исходный материал, кроме п-ксилола, может содержать промежуточные соединения или загрязнения, такие как п-толуиловая кислота, п-толуиловый альдегид или 4СВА. Предпочтительно, чтобы на стадии окисления (I) не менее 90% по массе п-ксилола было окислено до терефталевой кислоты, более предпочтительно, если окислено не менее 95% по массе.When terephthalic acid is the target of producing aromatic carboxylic acid, p-xylene is usually used as the starting material, but as described above, in addition to p-xylene, the starting material may contain intermediates or impurities, such as p-toluic acid, p- toluyl aldehyde or 4CBA. Preferably, in the oxidation step (I), at least 90% by weight of p-xylene is oxidized to terephthalic acid, more preferably if at least 95% by weight is oxidized.

Обычно растворители содержат в основном алифатическую карбоновую кислоту. Алифатические карбоновые кислоты конкретно не ограничены, но предпочтительны любые кислоты из группы, включающей в себя уксусную кислоту, пропионовую кислоту, муравьиную кислоту и масляную кислоту. В этой связи следует указать, что термины «содержат в основном» означают содержание не менее 60% по массе от всего количества растворителя. Из них предпочтительны растворители, содержащие в основном уксусную кислоту, благодаря ее растворимости, точке кипения и простоте обращения с ней. Наиболее предпочтительные растворители представляют собой смеси уксусной кислоты и воды. В отношении смешения уксусной кислоты и воды количество воды обычно составляет не менее 1 части по массе и, предпочтительно, не менее 5 частей по массе и обычно не более 40 частей по массе, предпочтительно, не более 25 частей по массе и, более предпочтительно, не более 15 частей по массе в расчете на 100 частей по массе уксусной кислоты. Лучшая эффективность реакции возможна тогда, когда количество воды относительно количества уксусной кислоты не превышает вышеуказанного верхнего предела; для возможности ингибирования термического разложения уксусной кислоты во время реакции окисления оно должно быть не ниже вышеуказанного нижнего предела; благодаря этому можно уменьшить затраты, что предпочтительно в аспекте энергосбережения и экономичности.Solvents typically contain primarily aliphatic carboxylic acid. Aliphatic carboxylic acids are not particularly limited, but any acids from the group consisting of acetic acid, propionic acid, formic acid and butyric acid are preferred. In this regard, it should be noted that the terms “contain mainly” mean a content of at least 60% by weight of the total amount of solvent. Of these, preferred solvents are those containing mainly acetic acid due to its solubility, boiling point and ease of handling. Most preferred solvents are mixtures of acetic acid and water. With respect to mixing acetic acid and water, the amount of water is usually not less than 1 part by mass and preferably not less than 5 parts by mass and usually not more than 40 parts by mass, preferably not more than 25 parts by mass, and more preferably not more than 15 parts by weight based on 100 parts by weight of acetic acid. Better reaction efficiency is possible when the amount of water relative to the amount of acetic acid does not exceed the above upper limit; for the possibility of inhibiting the thermal decomposition of acetic acid during the oxidation reaction, it must be not lower than the above lower limit; due to this, costs can be reduced, which is preferable in terms of energy saving and economy.

Количество растворителя обычно составляет не менее 100 частей по массе и, предпочтительно, не менее 200 частей по массе и обычно не более 600 частей по массе и, предпочтительно, не более 400 частей по массе в расчете на 100 частей по массе алкилароматического соединения, применяемого в качестве исходного материала. Когда количество растворителя находится на уровне не ниже вышеуказанного нижнего предела, концентрация суспензии, получаемой в реакции окисления, становится удовлетворительной и маловероятны такие осложнения, как закупорка трубопроводов. Кроме того, если количество растворителя не превышает вышеуказанный верхний предел, возможна миниатюризация оборудования, что предпочтительно в аспекте экономичности.The amount of solvent is usually not less than 100 parts by weight and preferably not less than 200 parts by weight and usually not more than 600 parts by weight and preferably not more than 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the alkyl aromatic compound used in quality of the source material. When the amount of solvent is not lower than the aforementioned lower limit, the concentration of the suspension obtained in the oxidation reaction becomes satisfactory and complications such as blockage of pipelines are unlikely. In addition, if the amount of solvent does not exceed the above upper limit, miniaturization of the equipment is possible, which is preferable in the aspect of economy.

Кроме того, предпочтительно повторно использовать маточный раствор, возвращаемый с описанной ниже стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), в качестве части растворителей, применяемых на стадии окисления (I).In addition, it is preferable to reuse the mother liquor returned from the solid-liquid separation step (II) described below as part of the solvents used in the oxidation step (I).

В качестве газа, содержащего молекулярный кислород, можно применять любой газ, при условии, что этот газ содержит молекулярный кислород; например можно применять воздух, воздух, обогащенный кислородом, и кислород, разбавленный инертным газом. Из этих газов предпочтителен воздух, благодаря его низкой стоимости и практичности. Норма подачи газа, содержащего молекулярный кислород, обычно составляет 3-100-кратное количество молей молекулярного кислорода в расчете на алкилароматическое соединение исходного материала.As a gas containing molecular oxygen, any gas may be used provided that the gas contains molecular oxygen; for example, air, oxygen enriched air, and oxygen diluted with an inert gas can be used. Of these gases, air is preferred due to its low cost and practicality. The rate of supply of a gas containing molecular oxygen is usually 3-100 times the number of moles of molecular oxygen per alkyl aromatic compound of the starting material.

Способ производства алифатической карбоновой кислоты согласно настоящему изобретению включает в себя стадию окисления, на которой алкилароматическое соединение окисляют в присутствии бромосодержащего соединения для получения ароматической карбоновой кислоты. Бромосодержащее соединение, описанное в настоящем документе, конкретно не ограничено, но в качестве последнего можно указать, например, бромид тяжелого металла, применяемый в качестве катализатора, бромосодержащее вспомогательное каталитическое средство или т.п.The method for producing an aliphatic carboxylic acid according to the present invention includes an oxidation step in which the alkyl aromatic compound is oxidized in the presence of a bromine-containing compound to produce an aromatic carboxylic acid. The bromine-containing compound described herein is not particularly limited, but the latter can be mentioned, for example, heavy metal bromide used as a catalyst, a bromine-containing auxiliary catalyst or the like.

На стадии окисления алкилароматического соединения обычно применяют катализатор. Катализаторы конкретно не ограничены, при условии, что они способны окислять алкилароматическое соединение, преобразуя его в ароматическую карбоновую кислоту, но обычно применяют соединения тяжелых металлов и в качестве вспомогательного каталитического средства применяют бромосодержащее соединение. Для ускорения реакции можно применять комбинацию с совместноокисляющим средством.A catalyst is usually used in the oxidation step of the alkyl aromatic compound. The catalysts are not particularly limited, provided that they are capable of oxidizing the alkyl aromatic compound, converting it to aromatic carboxylic acid, but heavy metal compounds are usually used and a bromine-containing compound is used as an auxiliary catalyst. To accelerate the reaction, a combination with a co-oxidizing agent can be used.

В качестве элементов тяжелых металлов, применяемых в соединениях тяжелых металлов, можно назвать, например, кобальт, марганец, никель, хром, цирконий, медь, свинец, гафний, церий и т.п. Эти элементы можно применять по отдельности или в комбинациях. Особо предпочтительно применение комбинации кобальта и марганца. В качестве таких соединений тяжелых металлов можно назвать, например, ацетат, нитрат, ацетилацетонат, нафтенат, стеарат, бромид и т.п. тяжелого металла, и особо предпочтителен ацетат или бромид тяжелого металла.As elements of heavy metals used in compounds of heavy metals, for example, cobalt, manganese, nickel, chromium, zirconium, copper, lead, hafnium, cerium, etc. can be mentioned. These elements can be used individually or in combination. The use of a combination of cobalt and manganese is particularly preferred. Such heavy metal compounds include, for example, acetate, nitrate, acetylacetonate, naphthenate, stearate, bromide, and the like. heavy metal, and heavy metal acetate or bromide is particularly preferred.

В качестве бромосодержащих соединений, применяемых как вспомогательные каталитические средства, можно назвать, например, молекулярный бром, бромистый водород, бромид натрия, бромид калия, бромид кобальта, бромид марганца или т.п. и органические бромосодержащие соединения, например, метилбромид, метиленбромид, бромоформ, бензилбромид, бромметилтолуол, дибромэтан, трибромэтан, тетрабромэтан или т.п. Эти бромосодержащие соединения также можно применять по отдельности или как смесь двух или более видов.As bromine-containing compounds used as auxiliary catalytic agents, for example, molecular bromine, hydrogen bromide, sodium bromide, potassium bromide, cobalt bromide, manganese bromide or the like can be mentioned. and organic bromine compounds, for example, methyl bromide, methylene bromide, bromoform, benzyl bromide, bromomethyl toluene, dibromoethane, tribromoethane, tetrabromoethane or the like. These bromine-containing compounds can also be used individually or as a mixture of two or more kinds.

Концентрация катализатора конкретно не ограничена, при условии, что она находится в диапазоне, способном ускорять реакцию окисления, но что касается концентрации тяжелого металла в растворителе, то эта концентрация обычно составляет 10 част./млн. или более, предпочтительно, не менее 100 част./млн. и, более предпочтительно, 200 част./млн. или более и обычно 10000 част./млн. или менее, предпочтительно, 5000 част./млн. или менее и, более предпочтительно, 3000 част./млн. или менее. Когда концентрация тяжелого металла в растворителе находится на уровне вышеуказанного нижнего предела или выше его, скорость реакции, предпочтительно, повышается. Кроме того, если концентрация тяжелого металла в растворителе не превосходит вышеуказанного верхнего предела, могут быть уменьшены производственные расходы и в то же время могут быть понижены концентрация тяжелого металла и концентрация брома в жидких стоках и в отходящем газе, что предпочтительно в аспектах безопасности и защиты окружающей среды.The concentration of the catalyst is not particularly limited, provided that it is in a range capable of accelerating the oxidation reaction, but as for the concentration of the heavy metal in the solvent, this concentration is usually 10 ppm. or more, preferably not less than 100 ppm. and more preferably 200 ppm or more and usually 10,000 ppm or less, preferably 5000 ppm or less and more preferably 3000 ppm or less. When the concentration of the heavy metal in the solvent is at or above the above lower limit, the reaction rate is preferably increased. In addition, if the concentration of heavy metal in the solvent does not exceed the above upper limit, production costs can be reduced and at the same time, the concentration of heavy metal and the concentration of bromine in liquid effluents and in the exhaust gas can be reduced, which is preferable in terms of safety and environmental protection Wednesday.

Когда применяют катализатор на основе соединения тяжелого металла в комбинации с бромосодержащим соединением, количество атома брома обычно составляет не менее 0,05 моль, предпочтительно, не менее 0,1 моль и, более предпочтительно, не менее 0,5 моль и обычно не более 10 моль, предпочтительно, не более 7 моль и, более предпочтительно, не более 5 моль в расчете на 1 моль атома тяжелого металла. Когда молярное отношение соединения тяжелого металла и бромосодержащего соединения находится в этом диапазоне, каталитическая активность выгодным образом повышается.When a heavy metal compound catalyst is used in combination with a bromine-containing compound, the amount of bromine atom is usually not less than 0.05 mol, preferably not less than 0.1 mol and, more preferably not less than 0.5 mol and usually not more than 10 mol, preferably not more than 7 mol and, more preferably, not more than 5 mol per 1 mol of a heavy metal atom. When the molar ratio of the compound of the heavy metal to the bromine-containing compound is in this range, the catalytic activity advantageously increases.

Когда терефталевую кислоту получают, применяя п-ксилол в качестве исходного материала, в качестве катализатора применяют, предпочтительно, либо соединение кобальта, либо соединение марганца, либо вместе и то, и другое соединение и, предпочтительно, применяют бромосодержащее соединение в качестве вспомогательного каталитического средства. Особо предпочтительна комбинация ацетата кобальта, ацетата марганца и бромистого водорода. When terephthalic acid is obtained using p-xylene as a starting material, preferably either a cobalt compound or a manganese compound or both, and the other compound are preferably used as catalyst, and a bromine-containing compound is preferably used as an auxiliary catalytic agent. Particularly preferred is a combination of cobalt acetate, manganese acetate and hydrogen bromide.

Когда в качестве катализатора применяют соединение кобальта, соединение марганца и бромосодержащее соединение, применяемые количества этих соединений являются следующими. Количество кобальта (в расчете на металл) обычно составляет не менее 10 част./млн. по массе, предпочтительно, не менее 100 част./млн. по массе и, более предпочтительно, не менее 200 част./млн. по массе и обычно не более 2000 част./млн. по массе и, предпочтительно, не более 1000 част./млн. по массе в расчете на растворитель. Количество марганца (в расчете на металл) обычно составляет не менее 1 част./млн. по массе и, предпочтительно, не менее 5 част./млн. по массе и обычно не более 1000 част./млн. по массе и, предпочтительно, не более 500 част./млн. по массе в расчете на растворитель. Количество брома (в расчете на элементарный бром) обычно составляет не менее 10 част./млн. по массе и, предпочтительно, не менее 100 част./млн. по массе и обычно не более 3000 част./млн. по массе и, предпочтительно, не более 2000 част./млн. по массе в расчете на растворитель.When a cobalt compound, a manganese compound, and a bromine-containing compound are used as a catalyst, the amounts of these compounds used are as follows. The amount of cobalt (based on metal) is usually at least 10 ppm. by weight, preferably not less than 100 ppm by weight and more preferably not less than 200 ppm by weight and usually not more than 2000 ppm by weight and preferably not more than 1000 ppm by weight, based on solvent. The amount of manganese (per metal) is usually at least 1 ppm. by weight and preferably not less than 5 ppm by weight and usually not more than 1000 ppm by weight and preferably not more than 500 ppm by weight, based on solvent. The amount of bromine (based on elemental bromine) is usually at least 10 ppm. by weight and preferably not less than 100 ppm by weight and usually not more than 3000 ppm by weight and preferably not more than 2000 ppm by weight, based on solvent.

Для увеличения реакционной эффективности реакции окисления давление на стадии окисления является таким давлением, при котором смесь растворителя и исходного материала алкилароматического соединения сохраняет жидкую фазу при реакционной температуре, или более высоким давлением. В настоящем документе термин «сохранять жидкую фазу» означает «по меньшей мере иметь жидкую фазу».To increase the reaction efficiency of the oxidation reaction, the pressure in the oxidation step is such that the mixture of the solvent and the starting material of the aromatic compound retains the liquid phase at the reaction temperature or at a higher pressure. As used herein, the term “retain a liquid phase” means “at least have a liquid phase”.

Давление на стадии окисления обычно выше нормального давления, предпочтительно, не менее 0,2 МПа и, более предпочтительно, не менее 0,4 МПа и обычно не более 10 МПа, предпочтительно, не более 7 МПа, более предпочтительно, не более 5 МПа и, еще более предпочтительно, не более 3 МПа. Когда давление на стадии окисления находится в этом диапазоне, можно контролировать побочную реакцию и разложение соединений, так что можно полезным образом ограничивать снижение выхода. Кроме того, контролируя давление стадии окисления на минимальном возможном уровне в вышеуказанном диапазоне, можно применять реактор, имеющий низкую баростойкость, и уменьшить стоимость.The pressure in the oxidation step is usually higher than normal pressure, preferably not less than 0.2 MPa and more preferably not less than 0.4 MPa and usually not more than 10 MPa, preferably not more than 7 MPa, more preferably not more than 5 MPa and even more preferably no more than 3 MPa. When the pressure in the oxidation step is in this range, the side reaction and decomposition of the compounds can be controlled, so that the reduction in yield can be usefully limited. In addition, by controlling the pressure of the oxidation step at the lowest possible level in the above range, a reactor having low pressure resistance can be used and cost can be reduced.

Температура реакции на стадии окисления (I) (температура реакции окисления) обычно составляет не менее 100°C, предпочтительно, не менее 140°C, более предпочтительно, не менее 150°C и, еще более предпочтительно, не менее 170°C и обычно не более 300°C, предпочтительно, не более 250°C, более предпочтительно, не более 230°C и, еще более предпочтительно, не более 210°C. Когда температура реакции окисления находится в вышеуказанном диапазоне, повышается скорость реакции и можно увеличить выход. Когда температура реакции окисления находится в вышеуказанном диапазоне, можно уменьшить потери растворителя, обусловленные горением, и, кроме того, можно контролировать побочную реакцию и разложение соединений, так что можно полезным образом уменьшить снижение выхода.The reaction temperature in the oxidation step (I) (oxidation reaction temperature) is usually not less than 100 ° C, preferably not less than 140 ° C, more preferably not less than 150 ° C, and even more preferably not less than 170 ° C and usually not more than 300 ° C, preferably not more than 250 ° C, more preferably not more than 230 ° C, and even more preferably not more than 210 ° C. When the temperature of the oxidation reaction is in the above range, the reaction rate increases and the yield can be increased. When the temperature of the oxidation reaction is in the above range, the loss of solvent due to combustion can be reduced, and in addition, the side reaction and decomposition of the compounds can be controlled, so that a decrease in yield can be advantageously reduced.

Когда реакцию окисления проводят непрерывно, предпочтительным образом увеличивается производительность и время реакции (среднее время пребывания) составляет, предпочтительно, не менее 20 минут, более предпочтительно, не менее 30 минут и, еще более предпочтительно, не менее 40 минут и, предпочтительно, не более 300 минут, более предпочтительно, не более 150 минут и, еще более предпочтительно, не более 120 минут. Когда время реакции составляет не менее вышеуказанного нижнего предела, реакция может быть достаточно продвинутой и может быть получена ароматическая карбоновая кислота, имеющая высокую чистоту. Когда время реакции составляет не более вышеуказанного верхнего предела, можно снизить потери растворителя, обусловленные горением, и уменьшить стоимость. Кроме того, это предпочтительно с точки зрения возможного уменьшения емкости реактора.When the oxidation reaction is carried out continuously, the productivity is preferably increased and the reaction time (average residence time) is preferably not less than 20 minutes, more preferably not less than 30 minutes, and even more preferably not less than 40 minutes and, preferably, no more 300 minutes, more preferably no more than 150 minutes, and even more preferably no more than 120 minutes. When the reaction time is at least the above lower limit, the reaction can be sufficiently advanced and aromatic carboxylic acid having high purity can be obtained. When the reaction time is not more than the above upper limit, it is possible to reduce the loss of solvent due to combustion, and to reduce the cost. In addition, it is preferable from the point of view of a possible reduction in reactor capacity.

Виды реакторов, которые можно применять на стадии окисления (I), конкретно не ограничены, и можно применять традиционно известные реакторы. Например, можно применять любой из таких реакторов, как реактор с мешалкой, пузырьковый башенный реактор, реактор поршневого проточного типа (непрерывного трубчатого типа) или т.п. Для повышения эффективности реакции предпочтительны корпусные реакторы полного перемешивания с мешалкой. Впуск газа, содержащего молекулярный кислород, обычно осуществляют в нижней части реактора.The types of reactors that can be used in the oxidation step (I) are not particularly limited, and conventionally known reactors can be used. For example, any of such reactors may be used, such as a stirred reactor, a bubble tower reactor, a piston flow type reactor (continuous tubular type), or the like. To increase the efficiency of the reaction, full stirred tank reactors with a stirrer are preferred. The inlet of a gas containing molecular oxygen is usually carried out at the bottom of the reactor.

Газ, содержащий молекулярный кислород, поставляемый из впуска в нижней части реактора, применяют в реакции окисления алкилароматического соединения исходного материала и затем выводят из верхней головной части реактора в виде газа, содержащего большое количество пара растворителя. Затем растворитель в основном отделяют от выведенного газа в холодильнике и дистилляционной башне, а остаток выпускают в виде отходящего газа. Целесообразно отделенный растворитель частично гидролизовывать при дистилляции или т.п. и возвращать в реактор окисления. Удаляя воду в растворителе, предотвращают увеличение в растворителе содержания воды, образуемой в качестве побочного продукта реакции окисления.A gas containing molecular oxygen supplied from the inlet at the bottom of the reactor is used in the oxidation reaction of the alkyl aromatic compound of the starting material and then removed from the upper head of the reactor in the form of a gas containing a large amount of solvent vapor. Then the solvent is mainly separated from the exhaust gas in the refrigerator and the distillation tower, and the residue is discharged in the form of exhaust gas. It is advisable that the separated solvent be partially hydrolyzed by distillation or the like. and return to the oxidation reactor. By removing water in the solvent, the increase in the water content of the solvent formed as a by-product of the oxidation reaction is prevented.

Концентрацию кислорода в отходящем газе конкретно не ограничивают, но обычно целесообразно устанавливать эту концентрацию около 1,0% по объему или более, предпочтительно, 1,5% по объему или более и, более предпочтительно, 2,0% по объему или более и обычно около 8,0% по объему или менее и, предпочтительно, 7,0% по объему или менее. Концентрация кислорода в отходящем газе, находящаяся на уровне не ниже вышеуказанного нижнего предела, выгодным образом увеличивает эффективность реакции при сжигании отходящего газа, описанной ниже (эффективность сжигания метилбромида). Когда концентрация кислорода в отходящем газе не превышает вышеуказанного верхнего предела, повышается безопасность. Кроме того, если концентрация кислорода в отходящем газе находится в диапазоне между верхним пределом и нижним пределом, этот отходящий газ можно непосредственно поставлять в описанный ниже регенеративный термический окислительный реактор, что является предпочтительным.The oxygen concentration in the exhaust gas is not specifically limited, but it is usually advisable to set this concentration to about 1.0% by volume or more, preferably 1.5% by volume or more, and more preferably 2.0% by volume or more and usually about 8.0% by volume or less, and preferably 7.0% by volume or less. The oxygen concentration in the exhaust gas, at a level not lower than the aforementioned lower limit, advantageously increases the reaction efficiency in the combustion of the exhaust gas described below (methyl bromide combustion efficiency). When the oxygen concentration in the exhaust gas does not exceed the above upper limit, safety is enhanced. In addition, if the oxygen concentration in the exhaust gas is in the range between the upper limit and the lower limit, this exhaust gas can be directly supplied to the regenerative thermal oxidation reactor described below, which is preferred.

Если необходимо, на стадии окисления (I) согласно настоящему изобретению после вышеописанной реакции окисления можно проводить дополнительное окисление. Дополнительное окисление должно осуществлять дальнейшее окисление реакционной смеси, полученной в вышеописанной реакции окисления, посредством подвода газа, содержащего молекулярный кислород, без введения дополнительного исходного материала.If necessary, in the oxidation step (I) according to the present invention, after the above oxidation reaction, additional oxidation can be carried out. Additional oxidation should further oxidize the reaction mixture obtained in the above oxidation reaction by supplying a gas containing molecular oxygen without introducing additional starting material.

Предпочтительным примером дополнительного окисления является проведение дополнительного окисления реакционной смеси при более низкой температуре, чем температура первой реакции окисления (далее в настоящем документе это называют «низкотемпературным дополнительным окислением»). Предпочтительно, чтобы температура низкотемпературного дополнительного окисления была ниже, чем температура первой реакции окисления на 1-20°С, более предпочтительно, ниже на 5°C или более и, более предпочтительно, ниже на 15°C или менее. Когда температура низкотемпературного дополнительного окисления находится в вышеуказанном диапазоне, можно контролировать побочную реакцию и разложение соединений. Давление при низкотемпературном дополнительном окислении является таким давлением, при котором смесь в реакторе может сохранять жидкую фазу по меньшей мере при температуре реакции, или более высоким давлением, и это давление составляет, предпочтительно, от 0,2 до 10 МПа и, более предпочтительно, не более 5 МПа. Если давление при низкотемпературном окислении не превышает вышеуказанного верхнего предела, можно контролировать побочную реакцию и разложение соединений, так что можно выгодным образом ингибировать снижение выхода. Обычно предпочитают, чтобы давление при низкотемпературном дополнительном окислении было ниже, чем давление при первой реакции окисления. Предпочтительно, низкотемпературное дополнительное окисление проводят непрерывно, и время реакции составляет, предпочтительно, от 5 до 150 минут.A preferred example of additional oxidation is to conduct additional oxidation of the reaction mixture at a lower temperature than the temperature of the first oxidation reaction (hereinafter referred to as “low temperature additional oxidation”). Preferably, the temperature of the low temperature post-oxidation is lower than the temperature of the first oxidation reaction by 1-20 ° C, more preferably lower by 5 ° C or more, and more preferably lower by 15 ° C or less. When the temperature of the low temperature post-oxidation is in the above range, the side reaction and decomposition of the compounds can be controlled. The pressure in the low temperature post-oxidation is such that the mixture in the reactor can retain the liquid phase at least at the reaction temperature or at a higher pressure, and this pressure is preferably from 0.2 to 10 MPa and, more preferably, not more than 5 MPa. If the pressure during low temperature oxidation does not exceed the above upper limit, the side reaction and decomposition of the compounds can be controlled, so that a decrease in yield can be advantageously inhibited. It is generally preferred that the pressure in the low temperature post-oxidation be lower than the pressure in the first oxidation reaction. Preferably, the low temperature additional oxidation is carried out continuously, and the reaction time is preferably from 5 to 150 minutes.

В качестве газа, содержащего молекулярный кислород, подаваемого для низкотемпературного дополнительного окисления, можно применять тот же газ, что и в первой реакции окисления. Норма подачи молекулярного кислорода в расчете на количество алкилароматического соединения исходного материала составляет, предпочтительно, не менее 1/10000 (объемное отношение, то же и далее в настоящем документе), более предпочтительно, не менее 1/1000 и, еще более предпочтительно, не менее 1/100 и предпочтительно, не более 1/5 и, более предпочтительно, не более 1/10 в расчете на норму подачи молекулярного кислорода, применяемую в первой реакции окисления.As the gas containing molecular oxygen supplied for low-temperature additional oxidation, the same gas can be used as in the first oxidation reaction. The molecular oxygen feed rate, based on the amount of the alkyl aromatic compound of the starting material, is preferably not less than 1/10000 (volume ratio, the same hereinafter), more preferably not less than 1/1000, and even more preferably not less than 1/100 and preferably not more than 1/5 and more preferably not more than 1/10, based on the molecular oxygen rate used in the first oxidation reaction.

Кроме того, предпочтительный диапазон концентрации кислорода в отходящем газе, выпускаемом из низкотемпературного дополнительного окисления, и соответствующие обоснования являются такими же, как и для вышеописанной реакции окисления.In addition, the preferred range of oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the low temperature post-oxidation and the corresponding justifications are the same as for the above oxidation reaction.

Другим предпочтительным примером дополнительного окисления является проведение дополнительного окисления реакционной смеси при более высокой температуре, чем температура первой реакции окисления (далее в настоящем документе это называют «высокотемпературным дополнительным окислением»). При высокотемпературном дополнительном окислении часть частиц ароматической карбоновой кислоты в суспензии, полученной посредством первой реакции окисления, растворяют в растворителе. При этом в этих частицах окисляются промежуточные соединения окислителя (загрязнения, которые не были окислены до целевой ароматической карбоновой кислоты) и повышается чистота получаемой ароматической карбоновой кислоты. Предпочтительно, температура высокотемпературного дополнительного окисления является более высокой, чем температура первой реакции окисления, на 1-150°С, более предпочтительно, на 30°C или более и, еще более предпочтительно, на 50°C или более и, более предпочтительно, на 100°C или менее и, еще более предпочтительно, на 80°C или менее.Another preferred example of additional oxidation is to conduct additional oxidation of the reaction mixture at a temperature higher than the temperature of the first oxidation reaction (hereinafter referred to as “high temperature additional oxidation”). In the case of high-temperature additional oxidation, part of the aromatic carboxylic acid particles in the suspension obtained by the first oxidation reaction are dissolved in a solvent. At the same time, intermediate compounds of the oxidizing agent are oxidized in these particles (contaminants that have not been oxidized to the target aromatic carboxylic acid) and the purity of the resulting aromatic carboxylic acid is increased. Preferably, the temperature of the high temperature additional oxidation is higher than the temperature of the first oxidation reaction by 1-150 ° C, more preferably 30 ° C or more, and even more preferably 50 ° C or more and more preferably 100 ° C or less, and even more preferably 80 ° C or less.

В случае, где терефталевую кислоту получают с п-ксилолом в качестве исходного материала, температура реакции высокотемпературного дополнительного окисления конкретно составляет, предпочтительно, не менее 235°C, более предпочтительно, не менее 240°C и, предпочтительно, не более 290°C и, более предпочтительно, не более 280°C. Когда температура реакции высокотемпературного дополнительного окисления не ниже вышеуказанного нижнего предела, частицы терефталевой кислоты легко растворяются и чистота должна повышаться. С другой стороны, когда температура реакции высокотемпературного дополнительного окисления не превышает вышеуказанный верхний предел, должно ингибироваться образование окрашивающих загрязнений.In the case where terephthalic acid is obtained with p-xylene as the starting material, the reaction temperature of the high temperature additional oxidation is specifically at least 235 ° C, more preferably at least 240 ° C and preferably not more than 290 ° C and more preferably not more than 280 ° C. When the reaction temperature of the high temperature additional oxidation is not lower than the aforementioned lower limit, the terephthalic acid particles readily dissolve and the purity should increase. On the other hand, when the reaction temperature of the high temperature additional oxidation does not exceed the aforementioned upper limit, the formation of coloring stains should be inhibited.

Давление при высокотемпературном дополнительном окислении является таким давлением, при котором смесь в реакторе может сохранять жидкую фазу по меньшей мере при температуре реакции, или более высоким давлением, и это давление составляет, предпочтительно, не менее 0,5 МПа, более предпочтительно, не менее 1 МПа и, еще более предпочтительно, не менее 3 МПа и обычно не более 10 МПа. Когда давление при высокотемпературном дополнительном окислении не превышает вышеуказанный верхний предел, можно контролировать побочную реакцию и разложение соединений, так что можно уменьшить снижение выхода. Обычно предпочитают, чтобы давление при высокотемпературном дополнительном окислении было ниже, чем давление при первой реакции окисления. Предпочтительно, высокотемпературное дополнительное окисление проводят непрерывно, и время реакции составляет, предпочтительно, от 5 до 150 минут.The pressure in the high temperature post-oxidation is such that the mixture in the reactor can retain the liquid phase at least at the reaction temperature or at a higher pressure, and this pressure is preferably not less than 0.5 MPa, more preferably not less than 1 MPa and, even more preferably, not less than 3 MPa and usually not more than 10 MPa. When the pressure during the high temperature post-oxidation does not exceed the above upper limit, the side reaction and decomposition of the compounds can be controlled, so that the reduction in yield can be reduced. It is generally preferred that the pressure in the high temperature post-oxidation is lower than the pressure in the first oxidation reaction. Preferably, the high temperature additional oxidation is carried out continuously, and the reaction time is preferably from 5 to 150 minutes.

В качестве газа, содержащего молекулярный кислород, подаваемого для низкотемпературного дополнительного окисления, можно применять тот же газ, что и в первой реакции окисления. Норма подачи молекулярного кислорода в расчете на количество алкилароматического соединения исходного материала составляет, предпочтительно, не менее 0,003-кратного количества молей, более предпочтительно, не менее 0,01-кратного количества молей и, предпочтительно, не более 0,3-кратного количества молей и, более предпочтительно, не более 0,1-кратного количества молей в расчете на количество ароматической карбоновой кислоты в суспензии. Если подача молекулярного кислорода не ниже вышеуказанного нижнего предела, эффект дополнительного окисления проявляет тенденцию к увеличению. Кроме того, если подача молекулярного кислорода не превышает вышеуказанный верхний предел, должно предотвращаться сжигание растворителя кислородом.As the gas containing molecular oxygen supplied for low-temperature additional oxidation, the same gas can be used as in the first oxidation reaction. The molecular oxygen supply rate, based on the amount of the alkyl aromatic compound of the starting material, is preferably not less than 0.003 times the number of moles, more preferably not less than 0.01 times the number of moles and preferably not more than 0.3 times the number of moles and more preferably not more than 0.1 times the number of moles, based on the amount of aromatic carboxylic acid in suspension. If the molecular oxygen supply is not lower than the aforementioned lower limit, the effect of additional oxidation tends to increase. In addition, if the molecular oxygen supply does not exceed the above upper limit, the burning of the solvent with oxygen should be prevented.

Кроме того, концентрации кислорода в отходящем газе, выпускаемом из высокотемпературного дополнительного окисления, предпочтительно, является низкой для регулирования горения растворителя, и желательным является диапазон от 0 до 0,5% по объему.In addition, the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the high temperature post-oxidation is preferably low for controlling the combustion of the solvent, and a range of 0 to 0.5% by volume is desired.

Дополнительное окисление можно проводить два или более раз. Например, низкотемпературное дополнительное окисление можно проводить два или более раз, или низкотемпературное дополнительное окисление и высокотемпературное дополнительное окисление можно проводить один или более раз каждое, или высокотемпературное дополнительное окисление можно проводить два или более раз. Согласно настоящему изобретению, дополнительное окисление проводят, предпочтительно, один или более раз.Additional oxidation can be carried out two or more times. For example, low temperature additional oxidation can be carried out two or more times, or low temperature additional oxidation and high temperature additional oxidation can be performed one or more times each, or high temperature additional oxidation can be performed two or more times. According to the present invention, additional oxidation is carried out, preferably, one or more times.

Суспензию, содержащую ароматическую карбоновую кислоту, полученную на стадии окисления (I), обычно направляют на стадию разделения твердого вещества и жидкости (II) после прохождения через промежуточную обрабатывающую стадию, если это необходимо. Промежуточная обрабатывающая стадия не является существенной, и возможны две или более промежуточных обрабатывающих стадий. В качестве промежуточных обрабатывающих стадий можно назвать единичные операции, например охлаждение, нагревание, повышение давления, уменьшение давления, концентрирование, разбавление, осаждение, добавление и т.п.; обычно проводят кристаллизацию или растворение. Например, когда желают увеличить степень извлечения целевой ароматической карбоновой кислоты, проводят кристаллизацию, а если желают повысить чистоту, проводят растворение. Эти промежуточные обрабатывающие стадии выбирают произвольно в зависимости от вида целевой ароматической карбоновой кислоты, качества целевого продукта и т.п.A suspension containing aromatic carboxylic acid obtained in the oxidation step (I) is usually sent to the solid / liquid separation step (II) after passing through the intermediate processing step, if necessary. The intermediate processing step is not essential, and two or more intermediate processing steps are possible. As intermediate processing stages, single operations can be mentioned, for example, cooling, heating, increasing pressure, reducing pressure, concentrating, diluting, precipitating, adding, and the like; crystallization or dissolution is usually carried out. For example, when it is desired to increase the degree of extraction of the target aromatic carboxylic acid, crystallization is carried out, and if it is desired to increase purity, dissolution is carried out. These intermediate processing steps are randomly selected depending on the type of target aromatic carboxylic acid, the quality of the target product, and the like.

Когда в качестве промежуточной обрабатывающей стадии проводят кристаллизацию, кристаллы, содержащие ароматическую карбоновую кислоту в качестве главного компонента, обычно извлекают, охлаждая суспензию в кристаллизаторе при пониженном давлении. Кристаллизатор может быть единственным, но предпочтительно проводить кристаллизацию в виде многостадийного процесса, предоставляя последовательность нескольких кристаллизаторов. Однако, если последующую стадию разделения твердого вещества и жидкости (II) проводят при повышенном давлении, бывают случаи, когда кристаллизацию, сопровождаемую падением давления, предпочитают не проводить. В связи с этим следует указать, что, согласно настоящему изобретению, выражения «при повышенном давлении» или «состояние повышенного давления» означают давление, превышающее нормальное давление.When crystallization is carried out as an intermediate processing step, crystals containing aromatic carboxylic acid as the main component are usually recovered by cooling the suspension in the crystallizer under reduced pressure. The crystallizer may be the only one, but it is preferable to carry out crystallization in the form of a multi-stage process, providing a sequence of several crystallizers. However, if the subsequent stage of separation of solid and liquid (II) is carried out at elevated pressure, there are cases when crystallization accompanied by a drop in pressure is preferred not to be carried out. In this regard, it should be noted that, according to the present invention, the expressions "at elevated pressure" or "state of elevated pressure" mean a pressure in excess of normal pressure.

<Стадия разделения твердого вещества и жидкости (II)><Stage separation of solid and liquid (II)>

Суспензию, полученную посредством реакции окисления, затем, предпочтительно, направляют на стадию разделения твердого вещества и жидкости (II) и разделяют на массу ароматической карбоновой кислоты и маточный раствор. Стадию разделения твердого вещества и жидкости (II) можно проводить либо при нормальном давлении, либо при повышенном давлении, либо при пониженном давлении, но предпочтительно ее проводить при нормальном давлении или в состоянии повышенного давления и, более предпочтительно, в состоянии повышенного давления.The suspension obtained by the oxidation reaction is then preferably sent to the stage of separation of solid and liquid (II) and separated into a mass of aromatic carboxylic acid and mother liquor. The stage of separation of solid and liquid (II) can be carried out either at normal pressure, or at elevated pressure, or at reduced pressure, but it is preferable to carry out it at normal pressure or in a state of high pressure and, more preferably, in a state of high pressure.

Когда разделение твердого вещества и жидкости проводят в состоянии повышенного давления, можно получать отделенную массу, имеющую большую внутреннюю энергию, и можно легко проводить сушку этой массы. Давление со стороны суспензии в сепараторе твердого вещества и жидкости составляет, предпочтительно, не менее 0,2 МПа и, более предпочтительно, не менее 0,3 МПа и обычно не более 5 МПа, предпочтительно, не более 3 МПа, более предпочтительно, не более 2 МПа, еще более предпочтительно, не более 1,5 МПа и, особо предпочтительно, не более 1,2 МПа. Когда давление со стороны суспензии в сепараторе твердого вещества и жидкости является более низким давлением в вышеуказанном диапазоне, баростойкость сепаратора твердого вещества и жидкости можно делать более низкой, благодаря чему можно сокращать расходы на монтаж оборудования.When the separation of the solid and the liquid is carried out in a state of elevated pressure, it is possible to obtain a separated mass having a large internal energy, and it is easy to carry out the drying of this mass. The pressure from the suspension in the separator of solid and liquid is preferably not less than 0.2 MPa and more preferably not less than 0.3 MPa and usually not more than 5 MPa, preferably not more than 3 MPa, more preferably not more than 2 MPa, even more preferably not more than 1.5 MPa, and particularly preferably not more than 1.2 MPa. When the pressure from the slurry side in the solid and liquid separator is lower than the pressure in the above range, the pressure resistance of the solid and liquid separator can be made lower, thereby reducing the installation cost of the equipment.

Маточный раствор, полученный разделением твердого вещества и жидкости, содержит в основном растворитель; содержатся и растворенная ароматическая карбоновая кислота, непрореагировавшее алкилароматическое соединение, катализатор, побочные продукты, вода и т.п. В этой связи следует указать, что термины «содержит в основном» означают «не менее 60% по массе от общего количества». Кроме того, отделенная масса, полученная разделением твердого вещества и жидкости, также удерживает маточный раствор. Поэтому, для предотвращения снижения чистоты ароматической карбоновой кислоты, эту отделенную массу целесообразно промывать. Моющие жидкости конкретно не ограничены, если в условиях давления и температуры в сепараторе твердого вещества и жидкости они находятся в жидком состоянии, но обычно применяют то же соединение с растворителем, например применяют уксусную кислоту или воду. Поскольку после промывки ароматическая карбоновая кислота растворена в жидких отходах, для предотвращения потерь целесообразно эту ароматическую карбоновую кислоту извлекать или повторно использовать. Повторное использование жидких отходов после промывки можно проводить либо на стадии окисления (I), либо на промежуточных технологических стадиях, либо на стадии разделения твердого вещества и жидкости (II).The mother liquor obtained by the separation of solid and liquid contains mainly a solvent; contains dissolved aromatic carboxylic acid, unreacted alkyl aromatic compound, catalyst, by-products, water, etc. In this regard, it should be noted that the terms “contains mainly” mean “not less than 60% by weight of the total amount”. In addition, the separated mass obtained by separating the solid and the liquid also retains the mother liquor. Therefore, to prevent a decrease in the purity of aromatic carboxylic acid, it is advisable to rinse this separated mass. Detergents are not particularly limited if, under pressure and temperature conditions in the solid and liquid separator, they are in a liquid state, but the same compound with a solvent is usually used, for example, acetic acid or water is used. Since aromatic carboxylic acid is dissolved in liquid waste after washing, it is advisable to recover or reuse this aromatic carboxylic acid to prevent loss. Reuse of liquid waste after washing can be carried out either at the oxidation stage (I), or at intermediate technological stages, or at the stage of separation of solid and liquid (II).

Количество промывной жидкости составляет, предпочтительно, не менее 0,03-кратного количества, более предпочтительно, не менее 0,05-кратного количества и, еще более предпочтительно, не менее 0,1-кратного количества и, предпочтительно, не более 5,0-кратного количества, более предпочтительно, не более 4,0-кратного количества и, еще более предпочтительно, не более 3,0-кратного количества, основанного на весовом отношении содержания твердого вещества в отделенной массе. Чтобы предотвратить вскипание промывной жидкости, давление в сепараторе твердого вещества и жидкости, при котором вводят промывную жидкость, предпочтительно, является более высоким, чем давление пара промывной жидкости. Разность между давлением пара промывной жидкости и давлением в сепараторе твердого вещества и жидкости при промывке составляет, предпочтительно, не менее 0,01 МПа, более предпочтительно, не менее 0,02 МПа и, предпочтительно, не более 2,0 МПа, более предпочтительно, не более 1,0 МПа и, еще более предпочтительно, не более 0,5 МПа.The amount of washing liquid is preferably not less than 0.03 times the amount, more preferably not less than 0.05 times the amount, and even more preferably not less than 0.1 times the amount, and preferably not more than 5.0 a multiple of, more preferably, not more than 4.0 times the amount, and even more preferably not more than 3.0 times, based on the weight ratio of the solids content of the separated mass. In order to prevent boiling up of the washing liquid, the pressure in the solid-liquid separator at which the washing liquid is introduced is preferably higher than the vapor pressure of the washing liquid. The difference between the vapor pressure of the washing liquid and the pressure in the separator of the solid substance and the liquid during washing is preferably not less than 0.01 MPa, more preferably not less than 0.02 MPa and preferably not more than 2.0 MPa, more preferably not more than 1.0 MPa and, even more preferably, not more than 0.5 MPa.

Можно применять хорошо известные сепараторы твердого вещества и жидкости, но когда применяют предпочтительную установку, способную проводить как разделение твердого вещества и жидкости, так и промывку, эти стадии упрощаются. В качестве таких установок можно назвать, например, отстойник с сетчатой корзиной, отстойник со сплошной корзиной, карусельный вакуум-фильтр, горизонтальный ленточный фильтр, роторный фильтр-пресс и т.п. Из этих аппаратов предпочтительны те, которые способны проводить разделение твердого вещества и жидкости в состоянии повышенного давления, и, конкретно, отстойник с сетчатой корзиной, сепаратор со сплошной корзиной и роторный фильтр-пресс.Well-known solid and liquid separators may be used, but when a preferred apparatus is used that is capable of both separating solid and liquid and washing, these steps are simplified. Such installations include, for example, a sump with a mesh basket, a sump with a solid basket, a rotary vacuum filter, a horizontal belt filter, a rotary filter press, etc. Of these apparatuses, those that are capable of separating solid and liquid under high pressure are preferred, and in particular, a sump with a mesh basket, a separator with a solid basket and a rotary filter press.

Содержание жидкости в массе, разделенной на твердое вещество и жидкость и, если необходимо, промытой, составляет обычно не более 50% по массе, предпочтительно, не более 30% по массе, более предпочтительно, не более 20% по массе и, особо предпочтительно, не более 15% по массе и обычно не менее 0,5% по массе и, предпочтительно, не менее 1% по массе. Отделенную массу направляют на стадию сушки и получают кристаллы ароматической карбоновой кислоты. Полученные кристаллы ароматической карбоновой кислоты, если необходимо, подвергают дальнейшему процессу очистки, включая стадию гидрирования, стадию кристаллизации, стадию разделения твердого вещества и жидкости, стадию сушки и т.п., и получают ароматическую карбоновую кислоту, имеющую более высокую чистоту.The liquid content in the mass, divided into solid and liquid and, if necessary, washed, is usually not more than 50% by mass, preferably not more than 30% by mass, more preferably not more than 20% by mass, and particularly preferably not more than 15% by weight and usually not less than 0.5% by weight and preferably not less than 1% by weight. The separated mass is sent to the drying stage and get crystals of aromatic carboxylic acid. The resulting crystals of aromatic carboxylic acid, if necessary, are subjected to a further purification process, including a hydrogenation step, a crystallization step, a solid-liquid separation step, a drying step and the like, and an aromatic carboxylic acid having a higher purity is obtained.

<Стадия возврата маточного раствора (III)><Stage of the return of the mother liquor (III)>

Способ производства согласно настоящему изобретению, предпочтительно, имеет стадию возврата маточного раствора (III). Стадия возврата маточного раствора (III) представляет собой стадию повторного использования части маточного раствора, полученного на стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), посредством возврата на стадию окисления (I). Маточный раствор, полученный на стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), может быть повторно использован на промежуточных обрабатывающих стадиях или на вышеуказанной стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), но эти стадии не следует включать в стадию возврата маточного раствора (III).The production method according to the present invention preferably has a step of recovering the mother liquor (III). The mother liquor (III) recovery step is a step of reusing part of the mother liquor obtained in the solid-liquid separation step (II) by returning to the oxidation step (I). The mother liquor obtained at the stage of separation of solid substance and liquid (II) can be reused at intermediate processing stages or at the above stage of separation of solid substance and liquid (II), but these stages should not be included in the stage of return of mother liquor (III) .

Из исследования, проведенного авторами настоящего изобретения, было найдено, что когда проводят стадию возврата маточного раствора (III), концентрация метилбромида в отходящем газе стадии окисления (I) снижается до значений в диапазоне от нескольких част./млн. до десяти и более част./млн. Причина этого факта недостаточно ясна, но предполагают, что увеличение каталитической активности в реакционной системе, обусловленное возвратом каталитического компонента, содержащегося в маточном растворе, на стадию окисления (I), вероятно, уменьшается в результате разложения соединения брома и образования метилбромида. Кроме того, посредством проведения стадии возврата маточного раствора общий процесс может повысить выход ароматической карбоновой кислоты, что предпочтительно.From a study conducted by the inventors of the present invention, it was found that when the mother liquor (III) recovery step is carried out, the concentration of methyl bromide in the exhaust gas of the oxidation step (I) decreases to values in the range of several ppm. up to ten or more ppm The reason for this fact is not clear enough, but it is believed that the increase in catalytic activity in the reaction system due to the return of the catalytic component contained in the mother liquor to the oxidation stage (I) is likely to decrease as a result of decomposition of the bromine compound and the formation of methyl bromide. Furthermore, by carrying out the mother liquor recovery step, the overall process can increase the yield of aromatic carboxylic acid, which is preferred.

Когда способ производства согласно настоящему изобретению включает в себя стадию возврата маточного раствора (III), степень возврата маточного раствора [(масса возвращенного маточного раствора)/(общая масса маточного раствора)×100] составляет, предпочтительно, не менее 50% по массе и, более предпочтительно, не менее 70% по массе. Чем выше степень возврата, тем меньшей можно выгодным образом сделать концентрацию метилбромида в отходящем газе. Степень возврата может составлять 100% по массе, но, предпочтительно, она составляет не более 95% по массе и, более предпочтительно, не более 90% по массе. Когда степень возврата находится в вышеуказанном диапазоне, можно замедлить накопление загрязнений в реакционной системе и выгодным образом улучшить качество продукта ароматической карбоновой кислоты.When the production method according to the present invention includes the step of recovering the mother liquor (III), the degree of return of the mother liquor [(mass of the returned mother liquor) / (total mass of the mother liquor) × 100] is preferably at least 50% by mass and, more preferably at least 70% by weight. The higher the degree of return, the lower the concentration of methyl bromide in the exhaust gas can be advantageously made. The degree of return may be 100% by mass, but preferably it is not more than 95% by mass and, more preferably, not more than 90% by mass. When the degree of return is in the above range, it is possible to slow down the accumulation of contaminants in the reaction system and to advantageously improve the quality of the aromatic carboxylic acid product.

Маточный раствор, полученный на стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), при необходимости накапливают в емкости для маточного раствора или т.п. и затем разделяют на возвращаемый маточный раствор и маточный раствор, направляемый в отходы, и возвращаемый маточный раствор вводят на стадию окисления (I). Степень возврата можно контролировать посредством регулирования количества маточного раствора, направляемого в отходы. Маточный раствор, направляемый в отходы, обычно выбрасывают после извлечения полезных компонентов, таких как растворители, катализаторы и т.д.The mother liquor obtained at the stage of separation of solid and liquid (II), if necessary, accumulate in containers for mother liquor or the like. and then separated into the returned mother liquor and the mother liquor sent to waste, and the returned mother liquor is introduced into the oxidation step (I). The degree of return can be controlled by controlling the amount of mother liquor sent to waste. The mother liquor sent to the waste is usually discarded after the recovery of useful components such as solvents, catalysts, etc.

Повторно используемый маточный раствор, предпочтительно, возвращают на стадию окисления (I) в состоянии повышенного давления. Конкретно, например, как стадию окисления (I), так и стадию разделения твердого вещества и жидкости (II) и т.п. проводят при повышенном давлении, и полученный маточный раствор возвращают на стадию окисления (I), поддерживая состояние повышенного давления. Если необходимо, на промежуточных стадиях можно повторно повышать давление маточного раствора. В результате этого повторно используемый маточный раствор возвращают на стадию окисления (I), поддерживая повышенное давление, высокую температуру и высокую каталитическую активность, так что концентрацию метилбромида в отходящем газе можно сделать более низкой. Кроме того, можно экономить энергию, необходимую для повторного нагревания маточного раствора, возвращаемого на стадию окисления (I), что предпочтительно.The reusable mother liquor is preferably returned to the oxidation step (I) under high pressure. Specifically, for example, both the oxidation step (I) and the step of separating the solid and liquid (II) and the like. carried out at elevated pressure, and the resulting mother liquor is returned to the oxidation stage (I), maintaining the state of elevated pressure. If necessary, at intermediate stages, you can repeatedly increase the pressure of the mother liquor. As a result, the reused mother liquor is returned to the oxidation step (I), maintaining elevated pressure, high temperature and high catalytic activity, so that the concentration of methyl bromide in the exhaust gas can be made lower. In addition, it is possible to save the energy necessary for re-heating the mother liquor returned to the oxidation step (I), which is preferred.

Согласно этому, давление повторно используемого маточного раствора является таким же, как и давление на стороне суспензии в сепараторе твердого вещества и жидкости, и составляет, предпочтительно, не менее 0,2 МПа и, более предпочтительно, не менее 0,3 МПа. Поддерживая высоким давление возвращаемого маточного раствора, можно поддерживать высокой и температуру возвращаемого маточного раствора. С другой стороны, давление возвращаемого маточного раствора составляет обычно не более 5 МПа, предпочтительно, не более 3 МПа, более предпочтительно, не более 2 МПа, еще более предпочтительно, не более 1,5 МПа и, особо предпочтительно, не более 1,2 МПа. Понижение давления возвращаемого маточного раствора делает возможным экономически выгодное применение установки с несколько меньшей баростойкостью.Accordingly, the pressure of the reused mother liquor is the same as the pressure on the side of the slurry in the solid and liquid separator, and is preferably not less than 0.2 MPa and, more preferably, not less than 0.3 MPa. By keeping the pressure of the returned mother liquor high, the temperature of the returned mother liquor can also be kept high. On the other hand, the pressure of the returned mother liquor is usually not more than 5 MPa, preferably not more than 3 MPa, more preferably not more than 2 MPa, even more preferably not more than 1.5 MPa, and particularly preferably not more than 1.2 MPa Reducing the pressure of the returned mother liquor makes it possible to economically use the installation with a slightly lower bar resistance.

<Стадия обработки отходящего газа (IV)><Stage exhaust gas treatment (IV)>

Далее, со ссылкой на Фиг.1, будет дано объяснение предпочтительного варианта осуществления стадии обработки отходящего газа (IV) согласно настоящему изобретению.Next, with reference to FIG. 1, an explanation will be given of a preferred embodiment of an exhaust gas (IV) treatment step according to the present invention.

На стадии окисления (I) газ, выпускаемый из реактора окисления, обычном образом охлаждают в холодильнике, присоединенном к реактору окисления. Конденсаты, такие как растворители, стекают обратно в реактор окисления, и остающийся газ выпускают в виде отходящего газа 1 стадии окисления. Холодильник может быть заменен дистилляционной башней или т.п. Когда способ производства включает в себя стадии низкотемпературного дополнительного окисления и высокотемпературного дополнительного окисления, газы из реакторов дополнительного окисления также обрабатывают сходным образом, и они становятся отходящими газами 1 стадии окисления. Эти отходящие газы можно перерабатывать индивидуально или можно перерабатывать совместно.In the oxidation step (I), the gas discharged from the oxidation reactor is normally cooled in a refrigerator attached to the oxidation reactor. Condensates, such as solvents, flow back to the oxidation reactor, and the remaining gas is discharged as off-gas of the 1st oxidation stage. The refrigerator may be replaced by a distillation tower or the like. When the production method includes the stages of low-temperature additional oxidation and high-temperature additional oxidation, the gases from the reactors of the additional oxidation are also treated in a similar manner, and they become exhaust gases 1 of the oxidation stage. These exhaust gases can be processed individually or can be processed together.

Компонентами, включенными в отходящий газ, обычно являются растворители, непрореагировавшие исходные материалы, кислород, побочные продукты и т.п. Отходящий газ обычно находится под высоким давлением, и его давление составляет, предпочтительно, не менее 0,2 МПа и, также предпочтительно, не менее 0,4 МПа и обычно не более 5 МПа, предпочтительно, не более 3 МПа и, более предпочтительно, не более 2 МПа. Для удаления загрязнений отходящий газ обычно обрабатывают сжиганием в установке для сжигания и выпускают в атмосферу после отделения и возврата различных полезных компонентов, содержащихся в нем, и рекуперации энергии, такой как давление и тепло.The components included in the exhaust gas are usually solvents, unreacted starting materials, oxygen, by-products, and the like. The flue gas is usually under high pressure, and its pressure is preferably not less than 0.2 MPa and also preferably not less than 0.4 MPa and usually not more than 5 MPa, preferably not more than 3 MPa and more preferably no more than 2 MPa. To remove contaminants, the exhaust gas is usually treated by burning in an incinerator and released into the atmosphere after separation and return of various useful components contained therein and energy recovery, such as pressure and heat.

Когда терефталевую кислоту получают с п-ксилолом в качестве исходного материала, компонентами, включенными в отходящий газ, являются алифатическая карбоновая кислота, такая как уксусная кислота, в качестве растворителя; п-ксилол как непрореагировавший исходный материал; сложный эфир алифатической карбоновой кислоты, такой как метилацетат, метилбромид, монооксид углерода, диоксид углерода и т.п. как побочные продукты. Содержание этих компонентов в отходящем газе составляет, например, не более 10% по объему алифатической карбоновой кислоты или сложных эфиров алифатической карбоновой кислоты, не более 8% по объему кислорода, не более 6% по объему суммы монооксида углерода и диоксида углерода, не более 25 част./млн. по объему метилбромида, не более 20 част./млн. по объему п-ксилола и т.п.When terephthalic acid is obtained with p-xylene as a starting material, the components included in the exhaust gas are aliphatic carboxylic acid, such as acetic acid, as a solvent; p-xylene as unreacted starting material; an aliphatic carboxylic acid ester such as methyl acetate, methyl bromide, carbon monoxide, carbon dioxide and the like. as by-products. The content of these components in the exhaust gas is, for example, not more than 10% by volume of aliphatic carboxylic acid or aliphatic carboxylic esters, not more than 8% by volume of oxygen, not more than 6% by volume of the sum of carbon monoxide and carbon dioxide, not more than 25 ppm by volume of methyl bromide, not more than 20 ppm by volume of p-xylene, etc.

Сначала отходящий газ стадии окисления 1 вводят в нижнюю часть абсорбера высокого давления 11, одновременно растворитель 2 поставляют из верхней части, и алифатическая карбоновая кислота и ее эфиры растворяются и поглощаются растворителем 2 и удаляются из отходящего газа. Конструкция абсорбера высокого давления 11 конкретно не ограничена, но применяют набивную колонну, колонну с распылительным орошением, колонну с орошаемыми стенками и т.п., и предпочитают набивную колонну. В качестве растворителя 2 обычно применяют воду.First, the exhaust gas of oxidation stage 1 is introduced into the lower part of the high pressure absorber 11, at the same time, solvent 2 is supplied from the upper part, and aliphatic carboxylic acid and its esters are dissolved and absorbed by solvent 2 and removed from the exhaust gas. The design of the high pressure absorber 11 is not particularly limited, but a packing column, a spray column, a wall column, and the like are used, and a packing column is preferred. As solvent 2, water is usually used.

В верхней части абсорбера высокого давления 11 абсорбируется алифатическая карбоновая кислота, и сложные эфиры растворяются и абсорбируются абсорбированной алифатической карбоновой кислотой в нижней части. Жидкость, содержащую извлеченные сложные эфиры алифатической карбоновой кислоты 5, выпускают из донной части колонны, и жидкость, содержащую извлеченную алифатическую карбоновую кислоту 4, выпускают из средней части колонны, и отходящий газ абсорбера 3 выпускают из верхней головной части.Aliphatic carboxylic acid is absorbed in the upper part of the high pressure absorber 11, and esters are dissolved and absorbed by the absorbed aliphatic carboxylic acid in the lower part. The liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid esters 5 is discharged from the bottom of the column, and the liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid 4 is discharged from the middle of the column, and the exhaust gas of the absorber 3 is discharged from the upper head.

Когда жидкость, содержащую извлеченные сложные эфиры карбоновой кислоты 5, возвращают на стадию окисления (I) и повторно используют, поддерживают равновесное количество, чтобы, предпочтительно, ингибировать дальнейшее побочное образование сложных эфиров.When the liquid containing the recovered carboxylic acid esters 5 is returned to the oxidation step (I) and reused, an equilibrium amount is maintained to preferably inhibit further side formation of the esters.

Когда жидкость, содержащую извлеченную алифатическую карбоновую кислоту 4, возвращают на стадию окисления (I) и повторно используют, могут быть, предпочтительно, ингибированы потери растворителя на стадии окисления. Кроме того, когда вода содержится в растворителе 2, целесообразно до возврата на стадию окисления (I) провести дегидратацию растворителя 2 в дегидрационной башне.When the liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid 4 is returned to the oxidation step (I) and reused, solvent losses in the oxidation step can preferably be inhibited. In addition, when water is contained in solvent 2, it is advisable to dehydrate solvent 2 in a dehydration tower before returning to the oxidation step (I).

Выпускной газ абсорбера 3 все еще поддерживает состояние высокого давления, и целесообразно рекуперировать и повторно использовать энергию этого давления. В качестве способа рекуперации можно назвать способ рекуперации энергии с турбинами различных видов или т.п. после переработки отходящего газа сжиганием и способ переработки отходящего газа сжиганием после рекуперации энергии с газовым дросселем (газорасширителем) или т.п. Учитывая потери энергии на стадии переработки сжиганием, предпочтительным является последний способ.The exhaust gas of the absorber 3 still maintains a high pressure state, and it is advisable to recover and reuse the energy of this pressure. As a recovery method, a method of energy recovery with various types of turbines or the like can be mentioned. after processing the exhaust gas by burning, and a method of processing the exhaust gas by burning after recovering energy with a gas choke (gas expander) or the like. Given the energy loss in the processing stage by incineration, the latter method is preferred.

Конкретно, после нагревания отходящего газа при примерно 150-160°С в теплообменнике 12 энергию рекуперируют с газовым дросселем (газорасширителем) 13 и выпущенный выпускной газ газового дросселя (газорасширителя) 6 перерабатывают сжиганием в установке для сжигания 14. Энергию, рекуперированную с газовым дросселем (газорасширителем) 13, используют как источник мощности воздушного компрессора, применяемого на стадии окисления (I), или, если необходимо, энергию можно использовать в генераторе, так что эффективное использование энергии является возможным.Specifically, after heating the exhaust gas at about 150-160 ° C. in the heat exchanger 12, the energy is recovered with a gas choke (gas expander) 13 and the exhaust gas of the gas choke (gas expander) 6 released is processed by burning in the combustion plant 14. The energy recovered with the gas choke ( gas expander) 13, is used as a power source of the air compressor used in the oxidation stage (I), or, if necessary, the energy can be used in the generator, so that the efficient use of energy is possible.

Поскольку вредные газы, такие как монооксид углерода, метилбромид, содержатся в выпускном газе газового дросселя (газорасширителя) 6, отходящий газ выпускают после обработки, проводимой для удаления загрязнений. Из компонентов, содержащихся в этом газе, труднее всего переработать метилбромид, и обычно применяют процесс сжигания в присутствии или в отсутствие катализатора. Однако стоимость процесса сжигания в присутствии катализатора является высокой, тогда как сжигание в отсутствие катализатора требует большого количества энергии. Кроме того, чем ниже концентрация метилбромида в отходящем газе, тем более трудным является процесс полного сжигания. Кроме того, метилбромид, когда его подвергают процессу сжигания, становится бромом и бромистым водородом, но, в зависимости от условий сжигания, он далее реагирует с монооксидом углерода и ароматическим соединением, оставшимися после сжигания, и возможно образование бромосодержащих диоксинов.Since harmful gases, such as carbon monoxide, methyl bromide, are contained in the exhaust gas of the gas throttle (gas expander) 6, the exhaust gas is discharged after treatment to remove contaminants. Of the components contained in this gas, it is most difficult to process methyl bromide, and usually a combustion process is used in the presence or absence of a catalyst. However, the cost of the combustion process in the presence of a catalyst is high, while combustion in the absence of a catalyst requires a large amount of energy. In addition, the lower the concentration of methyl bromide in the exhaust gas, the more difficult the complete combustion process is. In addition, methyl bromide, when subjected to a combustion process, becomes bromine and hydrogen bromide, but, depending on the combustion conditions, it further reacts with carbon monoxide and aromatic compounds remaining after combustion, and the formation of bromine-containing dioxins is possible.

Кроме того, предполагают, что метилбромид в отходящем газе имеет отношение к тому факту, что бромид тяжелого металла как катализатор и бромосодержащее соединение как вспомогательное каталитическое средство вызывали побочную реакцию с растворителем и т.п. на стадии окисления (I).In addition, it is believed that methyl bromide in the exhaust gas is related to the fact that heavy metal bromide as a catalyst and a bromine-containing compound as an auxiliary catalytic agent caused a side reaction with a solvent and the like. at the stage of oxidation (I).

В связи с этими обстоятельствами, отходящий газ перерабатывают сжиганием в установке для сжигания согласно настоящему изобретению, и процесс сжигания проводят при специфических условиях.Due to these circumstances, the exhaust gas is processed by burning in a combustion apparatus according to the present invention, and the combustion process is carried out under specific conditions.

Концентрация метилбромида в отходящем газе, подаваемом к установке для сжигания 14, не ограничена, но для отходящего газа на стадии окисления в способе производства ароматической карбоновой кислоты эта концентрация составляет обычно не более 100 част./млн. по объему, предпочтительно, не более 50 част./млн. по объему и, более предпочтительно, не более 29 част./млн. по объему и обычно не менее 1 част./млн. по объему, предпочтительно, не менее 2 част./млн. по объему и, более предпочтительно, не менее 3 част./млн. по объему. Когда концентрация метилбромида в отходящем газе является меньшей, чем вышеуказанный нижний предел, обработка сжиганием становится более трудной, но уменьшается необходимость обработки, требующейся для удаления загрязнений.The concentration of methyl bromide in the exhaust gas supplied to the combustion unit 14 is not limited, but for the exhaust gas at the oxidation stage in the method for producing aromatic carboxylic acid, this concentration is usually not more than 100 ppm. by volume, preferably not more than 50 ppm by volume and, more preferably, not more than 29 ppm by volume and usually not less than 1 ppm by volume, preferably at least 2 ppm by volume and more preferably not less than 3 ppm by volume. When the concentration of methyl bromide in the exhaust gas is lower than the above lower limit, the combustion treatment becomes more difficult, but the need for the treatment required to remove contaminants is reduced.

Чтобы уменьшить концентрацию метилбромида в отходящем газе, желательно увеличить каталитическую активность на стадии окисления (I). Средства для увеличения каталитической активности на стадии окисления (I) не ограничены и конкретно можно назвать средство для увеличения концентрации кобальта в реакционном растворе, средство для уменьшения концентрации брома в реакционном растворе в такой степени, чтобы не деактивировать катализатор, и средство для увеличения степени повторного использования маточного раствора на стадии возврата маточного раствора (III).In order to reduce the concentration of methyl bromide in the exhaust gas, it is desirable to increase the catalytic activity in the oxidation step (I). Means for increasing the catalytic activity in the oxidation stage (I) are not limited, and specifically, a means for increasing the concentration of cobalt in the reaction solution, a means for decreasing the concentration of bromine in the reaction solution so as not to deactivate the catalyst, and a means for increasing the degree of reuse stock solution at the stage of return of the stock solution (III).

Из этих средств, предпочтительно увеличивать степень повторного использования маточного раствора на стадии возврата маточного раствора (III) до 50% по массе или более и, предпочтительно, 70% по массе или более. Когда степень повторного использования маточного раствора находится в вышеуказанном диапазоне, становится возможным снижение концентрации метилбромида в отходящем газе до 29 част./млн. по объему или менее и также до 25 част./млн. по объему или менее. Кроме того, оптимизируя концентрацию кобальта в реакционном растворе, концентрацию брома в реакционном растворе и степень повторного использования маточного раствора, можно довести концентрацию метилбромида до 20 част./млн. по объему или менее и также до 15 част./млн. по объему или менее.Of these agents, it is preferable to increase the degree of reuse of the mother liquor in the mother liquor (III) recovery step to 50% by mass or more, and preferably 70% by mass or more. When the degree of reuse of the mother liquor is in the above range, it becomes possible to reduce the concentration of methyl bromide in the exhaust gas to 29 ppm. by volume or less and also up to 25 ppm by volume or less. In addition, by optimizing the concentration of cobalt in the reaction solution, the concentration of bromine in the reaction solution, and the degree of reuse of the mother liquor, it is possible to increase the methyl bromide concentration to 20 ppm. by volume or less and also up to 15 ppm by volume or less.

Концентрация кислорода в отходящем газе, поставляемом к установке для сжигания 14, не ограничена и составляет обычно не менее 1,0% по объему, предпочтительно, не менее 1,5% по объему и, более предпочтительно, не менее 2,0% по объему и обычно не более 8,0% по объему и, предпочтительно, не более 7,0% по объему. Когда концентрация кислорода в отходящем газе находится на уровне вышеуказанного нижнего предела или превышает его, сжигание метилбромида становится легким. Но когда она не превышает вышеуказанный верхний предел, отходящий газ на стадии окисления можно применять непосредственно, что очень выгодно. В частности, когда в качестве установки для сжигания применяют описанный ниже аппарат регенеративного термического окисления, хорошее сжигание может быть осуществлено даже с таким отходящим газом, который имеет низкую концентрацию кислорода.The oxygen concentration in the exhaust gas supplied to the combustion unit 14 is not limited and is usually not less than 1.0% by volume, preferably not less than 1.5% by volume and more preferably not less than 2.0% by volume and usually not more than 8.0% by volume and preferably not more than 7.0% by volume. When the concentration of oxygen in the exhaust gas is at or above the above lower limit, the combustion of methyl bromide becomes easy. But when it does not exceed the above upper limit, the exhaust gas at the oxidation stage can be used directly, which is very beneficial. In particular, when the regenerative thermal oxidation apparatus described below is used as the incinerator, good combustion can be carried out even with such off-gas that has a low oxygen concentration.

Отходящий газ можно применять непосредственно, но проводя необходимое разбавление и концентрирование можно регулировать концентрацию метилбромида и концентрацию кислорода.Exhaust gas can be used directly, but by conducting the necessary dilution and concentration, the methyl bromide concentration and oxygen concentration can be controlled.

Согласно настоящему изобретению, образование бромосодержащих диоксинов ингибируют специфическими условиями сжигания и условиями охлаждения отходящего газа.According to the present invention, the formation of bromine-containing dioxins is inhibited by specific combustion conditions and cooling conditions of the exhaust gas.

Температура сжигания отходящего газа в установке для сжигания 14 составляет обычно не менее 450°C, предпочтительно, не менее 550°C и, более предпочтительно, не менее 600°C и обычно не более 1000°C, предпочтительно, не более 900°C и, более предпочтительно, не более 850°C. Когда температура сжигания отходящего газа находится на уровне вышеуказанного нижнего предела или превышает его, может быть легко проведено полное сжигание метилбромида и может быть также ингибировано образование бромосодержащих диоксинов. Когда температура сжигания отходящего газа не превышает вышеуказанный верхний предел, могут быть снижены затраты на энергию.The temperature of the off-gas combustion in the combustion plant 14 is usually not less than 450 ° C, preferably not less than 550 ° C and more preferably not less than 600 ° C and usually not more than 1000 ° C, preferably not more than 900 ° C and more preferably not more than 850 ° C. When the temperature of the flue gas combustion is at or above the lower limit above, the complete combustion of methyl bromide can be easily carried out and the formation of bromine-containing dioxins can also be inhibited. When the temperature of the combustion of the exhaust gas does not exceed the above upper limit, energy costs can be reduced.

Газ после сжигания охлаждают до 250°C или ниже, предпочтительно, до 200°C или ниже, более предпочтительно, до 170°C или ниже и, еще более предпочтительно, до 150°C или ниже. Согласно этому, температура выпускного газа установки для сжигания 7 составляет не более 250°C, предпочтительно, не более 200°C, более предпочтительно, не более 170°C и, еще более предпочтительно, не более 150°C. Когда температура газа после сжигания находится в вышеуказанном диапазоне, можно замедлить образование бромосодержащих диоксинов в газе после сжигания. Нижний предел охлаждающей температуры газа после сжигания (температура выпускного газа установки для сжигания 7 тоже является такой же) не ограничен, но, предпочтительно, он составляет не менее 70°C и, более предпочтительно, не менее 80°C, посредством чего сокращают время охлаждения и экономят энергию.The gas after combustion is cooled to 250 ° C or lower, preferably to 200 ° C or lower, more preferably to 170 ° C or lower, and even more preferably to 150 ° C or lower. Accordingly, the temperature of the exhaust gas of the incinerator 7 is not more than 250 ° C, preferably not more than 200 ° C, more preferably not more than 170 ° C, and even more preferably not more than 150 ° C. When the temperature of the gas after combustion is in the above range, it is possible to slow the formation of bromine-containing dioxins in the gas after combustion. The lower limit of the cooling temperature of the gas after combustion (the temperature of the exhaust gas of the combustion unit 7 is also the same) is not limited, but preferably it is at least 70 ° C and, more preferably, at least 80 ° C, thereby reducing the cooling time and save energy.

Согласно настоящему изобретению, в процессе охлаждения газа после сжигания время охлаждения от 450°С до 250°С не превышает 1 секунды и время охлаждения от 450°С до 200°С не превышает 1 секунды (согласно настоящему изобретению, время, требуемое для охлаждения газа после сжигания, иногда называют просто «временем охлаждения»). Кроме того, предпочтительно, чтобы время охлаждения от температуры сжигания до 250°С не превышало 1 секунды и время охлаждения от температуры сжигания до 200°С не превышало 1 секунды. Максимально возможно сокращая время пребывания в температурном диапазоне около 300°С в процессе охлаждения газа после сжигания, можно эффективно ингибировать образование бромосодержащих диоксинов.According to the present invention, in the process of cooling the gas after burning, the cooling time from 450 ° C to 250 ° C does not exceed 1 second and the cooling time from 450 ° C to 200 ° C does not exceed 1 second (according to the present invention, the time required for cooling the gas after burning, sometimes called simply “cooling time”). In addition, it is preferable that the cooling time from the combustion temperature to 250 ° C. does not exceed 1 second and the cooling time from the combustion temperature to 200 ° C. does not exceed 1 second. As much as possible, reducing the residence time in the temperature range of about 300 ° C during gas cooling after combustion, it is possible to effectively inhibit the formation of bromine-containing dioxins.

Способы быстрого охлаждения газа после сжигания не ограничены, и можно назвать, например, способ приведения газа после сжигания в контакт с охлаждающим средством, способ приведения газа после сжигания в контакт с поглотителем тепла или теплоаккумулирующим материалом, способ смешивания этого газа с инертным газом, имеющим низкую температуру, способ орошения газа после сжигания водой в скруббере или т.п., способ введения газа после сжигания в воду и т.п.Methods for rapidly cooling gas after combustion are not limited, and for example, a method of bringing gas after combustion into contact with a cooling agent, a method of bringing gas after combustion into contact with a heat absorber or heat storage material, a method of mixing this gas with an inert gas having a low temperature, a method of irrigation of gas after burning in water in a scrubber, or the like, a method of introducing gas after burning in water, and the like.

Согласно настоящему изобретению, концентрация бромосодержащих диоксинов в газе после охлаждения может быть понижена до такого крайне низкого уровня, как 1 нг-ТЭК/м3 или менее, предпочтительно, 0,1 нг-ТЭК/м3 или менее, более предпочтительно, 0,01 нг-ТЭК/м3 или менее и, еще более предпочтительно, 0,007 нг-ТЭК/м3 или менее. Бромосодержащие диоксины включают в себя изомеры, имеющие диоксиновое кольцо, и изомеры, имеющие дибензофурановое кольцо. В качестве примеров можно указать полибромированные дибензо-пара-диоксины (PBDDs), полибромированные дибензофураны (PBDFs) или т.п. Кроме того, согласно настоящему изобретению, можно вышеуказанным образом контролировать концентрацию бромосодержащих диоксинов в отходящем газе с низкой концентрацией метилбромида, полное сжигание которого полагают традиционно трудным и в котором вероятно появление бромосодержащих диоксинов.According to the present invention, the concentration of bromine-containing dioxins in the gas after cooling can be reduced to such an extremely low level as 1 ng-TEK / m 3 or less, preferably 0.1 ng-TEK / m 3 or less, more preferably 0, 01 ng-TEK / m 3 or less, and even more preferably 0.007 ng-TEK / m 3 or less. Bromine-containing dioxins include isomers having a dioxin ring and isomers having a dibenzofuran ring. Examples include polybrominated dibenzo-para-dioxins (PBDDs), polybrominated dibenzofurans (PBDFs), or the like. In addition, according to the present invention, it is possible to control the concentration of bromine-containing dioxins in the exhaust gas with a low concentration of methyl bromide in the above manner, the complete combustion of which is traditionally considered difficult and in which the appearance of bromine-containing dioxins is likely.

Согласно настоящему изобретению, в качестве способа анализа и оценки бромосодержащих диоксинов, после определения количества каждого изомера бромосодержащих диоксинов согласно «Предварительному методу исследования полибромдибензо-пара-диоксина и полибромдибензофурана» Министерства охраны окружающей среды (2002 г.), бромосодержащие диоксины рассчитывают как значение токсического эквивалента (Токсический Эквивалент, далее в настоящем документе обозначаемый как ТЭК), основываясь на концепции, описанной в Референсных Данных 3 в «Докладе о результатах исследования современных условий выбросов бромосодержащих диоксинов» (2002 г.). То есть когда токсичность 2,3,7,8-TCDD (тетрахлордибензо-п-диоксина) принимают за 1, значения токсичности других диоксинов рассчитывают строго в единицах токсического эквивалентного фактора (Токсический Эквивалентный Фактор, далее в настоящем документе обозначаемый как «ТЭФ») и находят общее количество, которым является ТЭК. Кроме того, можно также ссылаться на «Экологические Критерии Здоровья № 205, полибромированные дибензо-пара-диоксины и дибензофураны», опубликованные Центром Экологической Информационной Науки (октябрь 2000 г.).According to the present invention, as a method for analyzing and evaluating bromine-containing dioxins, after determining the amount of each isomer of bromine-containing dioxins according to the Preliminary Research Method for Polybromodibenzo-para-dioxin and Polybromodibenzofuran of the Ministry of Environmental Protection (2002), bromine-containing dioxins are calculated as the value of the toxic equivalent (Toxic Equivalent, hereinafter referred to as FEC), based on the concept described in Reference Data 3 in the “Report e on the results of a study of current conditions for emissions of bromine-containing dioxins ”(2002). That is, when the toxicity of 2,3,7,8-TCDD (tetrachlorodibenzo-p-dioxin) is taken as 1, the toxicity values of other dioxins are calculated strictly in terms of toxic equivalent factor (Toxic Equivalent Factor, hereinafter referred to as “TEF”) and find the total, which is the fuel and energy complex. In addition, you can also refer to "Environmental Health Criteria No. 205, polybrominated dibenzo-para-dioxins and dibenzofurans" published by the Center for Environmental Information Science (October 2000).

Виды установок для сжигания для применения согласно настоящему изобретению не ограничены и в качестве примеров можно назвать установку прямого сжигания, в которой не применяют катализатор горения, установку каталитического сжигания, в которой применяют катализатор горения, регенеративный термический окислительный реактор, в котором применяют теплоаккумулирующий материал и т.п., и можно применять любую из этих установок для сжигания. Предпочтительны регенеративный термический окислительный реактор и установка прямого сжигания, подходящая для высокотемпературного сжигания.The types of combustion plants for use in accordance with the present invention are not limited, and examples include a direct combustion plant in which a combustion catalyst is not used, a catalytic combustion plant in which a combustion catalyst is used, a regenerative thermal oxidation reactor in which heat storage material is used, and so on. .p., and any of these incinerators can be used. A regenerative thermal oxidizing reactor and a direct combustion unit suitable for high temperature combustion are preferred.

В качестве установок для сжигания, применимых согласно настоящему изобретению, предпочтительны установки, имеющие в установке для сжигания камеру сжигания и холодильник. Поскольку установки для сжигания, имеющие такую конструкцию, могут охлаждать газ непосредственно после сжигания, можно предотвратить образование бромосодержащих диоксинов. Также и с этой точки зрения предпочтительны регенеративный термический окислительный реактор или установка прямого сжигания.As combustion plants usable in accordance with the present invention, plants having a combustion chamber and a refrigerator in the combustion plant are preferred. Since combustion plants having such a structure can cool the gas immediately after combustion, the formation of bromine-containing dioxins can be prevented. Also from this point of view, a regenerative thermal oxidizing reactor or direct combustion plant is preferred.

Кроме того, в качестве установок для сжигания согласно настоящему изобретению предпочтительны установки, имеющие теплоаккумулирующий материал в установке для сжигания. Применяя установки для сжигания, имеющие такую конструкцию, можно предотвратить образование бромосодержащих диоксинов, поскольку такие установки обладают превосходной эффективностью сжигания и хорошей стабильностью при температуре сжигания, и с ними можно легко проводить быстрое охлаждение.Furthermore, as installations for burning according to the present invention, installations having heat storage material in a combustion installation are preferred. By using combustion plants having such a structure, the formation of bromine-containing dioxins can be prevented, since such plants have excellent combustion efficiency and good stability at the combustion temperature, and quick cooling can be easily performed with them.

В этой связи следует указать, что вышеуказанный катализатор сжигания особо не ограничен, но, конкретно, можно назвать оксид марганца, оксид меди, оксид хрома, катализатор на основе палладия, на основе платины и т.п., другой катализатор, устойчивый к галогенам, и т.п.In this regard, it should be pointed out that the above combustion catalyst is not particularly limited, but specifically, manganese oxide, copper oxide, chromium oxide, a palladium-based catalyst, platinum-based, and the like, another halogen-resistant catalyst, etc.

Установку прямого сжигания обычно оснащают камерой предварительного нагрева отходящего газа, топкой (камерой сжигания), в которой можно сжигать отходящий газ в отсутствие катализатора сжигания, и холодильником, в котором рекуперируют тепло из отходящего газа после сжигания. Отходящий газ, предварительно нагретый в теплообменнике камеры предварительного нагрева, смешивают либо с топливом, либо с воздухом, либо с ними обоими в камере сжигания, в течение определенного периода времени нагревают при температуре, превышающей температуру воспламенения, и затем окисляют и разлагают и выпускают после охлаждения в холодильнике. Целесообразно использовать тепло, рекуперированное в холодильнике, для предварительного нагрева отходящего газа.A direct combustion unit is usually equipped with a flue gas preheater, a furnace (combustion chamber) in which flue gas can be burned in the absence of a combustion catalyst, and a refrigerator in which heat from the flue gas is recovered after combustion. The exhaust gas preheated in the heat exchanger of the preheating chamber is mixed either with fuel or with air, or both of them in the combustion chamber, heated for a certain period of time at a temperature higher than the ignition temperature, and then oxidized and decomposed and released after cooling in the fridge. It is advisable to use the heat recovered in the refrigerator for preheating the exhaust gas.

Регенеративный термический окислительный реактор включает в себя камеру предварительного нагрева, снабженную теплоаккумулирующим материалом, заполненным керамическим наполнителем, почти исключающим потери тепла, камеру сжигания для проведения процесса сжигания отходящего газа, предварительно нагретого теплоаккуаулирующим материалом, и камеру рекуперации тепла (холодильник) для рекуперации тепла газа после сжигания; регенеративный термический окислительный реактор имеет конструкцию, способную поддерживать температуру в камере сжигания даже в состоянии с выключенной горелкой. Кроме того, регенеративный термический окислительный реактор имеет конструкцию, в которой можно попеременно обратимо переключать камеру предварительного нагрева и камеру рекуперации тепла, варьируя канал отходящего газа. Например, можно применять установку, раскрытую в JP-A-2002-303415.The regenerative thermal oxidizing reactor includes a pre-heating chamber equipped with heat-accumulating material filled with ceramic filler, almost eliminating heat loss, a combustion chamber for carrying out the process of burning off exhaust gas pre-heated by heat-accumulating material, and a heat recovery chamber (refrigerator) for recovering gas heat after burning; The regenerative thermal oxidation reactor has a structure capable of maintaining the temperature in the combustion chamber even when the burner is off. In addition, the regenerative thermal oxidation reactor has a structure in which the preheating chamber and the heat recovery chamber can be alternately reversibly switched by varying the exhaust gas channel. For example, the installation disclosed in JP-A-2002-303415 may be used.

Кроме того, модель, подходящую для применения, в которой возможно сжигание и охлаждение, можно выбрать среди коммерчески доступных регенеративных термических реакторов окисления, таких как Regenerative Thermal Oxidizer (Dürr Company, Germany), Rotary Regenerative Thermal Oxidizer (Chugai Ro. Co., Ltd.), Twin-tower Regenerative Thermal Oxidizer (Chugai Ro. Co., Ltd.) и Single-tower, Multi-room Regenerative Thermal Oxidizer (Chugai Ro. Co., Ltd.).In addition, a model suitable for applications in which combustion and cooling is possible can be selected from commercially available regenerative thermal oxidation reactors such as Regenerative Thermal Oxidizer (Dürr Company, Germany), Rotary Regenerative Thermal Oxidizer (Chugai Ro. Co., Ltd .), Twin-tower Regenerative Thermal Oxidizer (Chugai Ro. Co., Ltd.) and Single-tower, Multi-room Regenerative Thermal Oxidizer (Chugai Ro. Co., Ltd.).

В регенеративном термическом реакторе окисления отходящий газ обычно нагревают до назначенной температуры теплоаккумулирующим материалом в камере предварительного нагрева и затем сжигают в камере сжигания. Температуру сжигания можно регулировать количеством топлива и количеством горючих веществ в отходящем газе. Газ после сжигания направляют в камеру рекуперации тепла, поглощают тепло этого газа, в течение короткого периода времени его охлаждают теплоаккумулирующим материалом и газ выпускают во внешнее пространство установки для сжигания.In a regenerative thermal oxidation reactor, the off-gas is usually heated to the designated temperature by heat storage material in the preheating chamber and then burned in the combustion chamber. The combustion temperature can be controlled by the amount of fuel and the amount of combustible substances in the exhaust gas. After combustion, the gas is sent to the heat recovery chamber, the heat of this gas is absorbed, it is cooled by heat storage material for a short period of time and the gas is released into the external space of the combustion plant.

В регенеративном термическом окислительном реакторе скорость охлаждения газа после сжигания можно регулировать посредством оптимизации количества протекающего отходящего газа и количества и внешней формы упакованного теплоаккумулирующего материала или т.п. Так, время охлаждения газа от 450°С до 250°С или ниже в камере рекуперации тепла можно довести до 1 секунды или менее и, кроме того, время охлаждения от 450°С до 200°С или ниже можно довести до 1 секунды или менее. Кроме того, время охлаждения от температуры сжигания до 250° или ниже можно довести до 1 секунды или менее, кроме того, время охлаждения от температуры сжигания до 200°С или ниже можно довести до 1 секунды или менее. Предпочтительно использовать тепло, рекуперированное в холодильнике, для предварительного нагрева отходящего газа. Как описано выше, подачу отходящего газа и выпуск отходящего газа после сжигания можно переключать клапанами распределительного устройства попеременно между камерами. В последние годы регенеративные термические реакторы окисления представляют собой главным образом системы с поворотными клапанами, но они конкретно не ограничены, при условии, что они согласуются с сущностью настоящего изобретения.In a regenerative thermal oxidizing reactor, the cooling rate of the gas after combustion can be controlled by optimizing the amount of flowing off-gas and the amount and external shape of the packaged heat storage material or the like. So, the gas cooling time from 450 ° C to 250 ° C or lower in the heat recovery chamber can be brought up to 1 second or less, and in addition, the cooling time from 450 ° C to 200 ° C or lower can be brought up to 1 second or less . In addition, the cooling time from the combustion temperature to 250 ° or lower can be brought to 1 second or less, in addition, the cooling time from the combustion temperature to 200 ° C or lower can be brought to 1 second or less. It is preferable to use the heat recovered in the refrigerator for preheating the exhaust gas. As described above, the supply of exhaust gas and the discharge of exhaust gas after combustion can be switched by valves of the switchgear alternately between the chambers. In recent years, regenerative thermal oxidation reactors are mainly rotary valve systems, but they are not particularly limited, provided that they are consistent with the essence of the present invention.

Регенеративные термические окислительные реакторы выгодны тем, что процесс сжигания можно проводить без подачи кислорода извне даже когда концентрация кислорода в отходящем газе составляет не более 8,0% по объему и не более 4,0% по объему или концентрация метилбромида в отходящем газе составляет не более 25 част./млн. по объему или менее и не более 15 част./млн. по объему и особенно не более 10 част./млн. по объему. Кроме того, в регенеративном термическом окислительном реакторе можно получать высокую степень рекуперации тепла, можно значительно снижать стоимость сжигания и можно экономить энергию.Regenerative thermal oxidation reactors are advantageous in that the combustion process can be carried out without oxygen from the outside even when the oxygen concentration in the exhaust gas is not more than 8.0% by volume and not more than 4.0% by volume or the concentration of methyl bromide in the exhaust gas is not more than 25 ppm by volume or less and not more than 15 ppm in volume and especially not more than 10 ppm by volume. In addition, in a regenerative thermal oxidizing reactor, a high degree of heat recovery can be obtained, the cost of combustion can be significantly reduced, and energy can be saved.

При сжигании с применением регенеративных термических окислительных реакторов для ускорения сжигания можно применять вышеуказанные катализаторы горения или т.п., но учитывая высокую температуру сжигания и снижение выбросов и затрат, предпочтительно проводить сжигание отходящего газа в отсутствие катализаторов горения.When burning using regenerative thermal oxidizing reactors, the above-mentioned combustion catalysts or the like can be used to accelerate combustion, but given the high combustion temperature and lower emissions and costs, it is preferable to burn off-gas in the absence of combustion catalysts.

По сравнению с установками прямого сжигания, регенеративные термические окислительные реакторы обладают высокой стабильностью температуры сжигания, и сама температура сжигания контролируется до низкой температуры, и можно легко провести быстрое охлаждение, так что можно выгодным образом ингибировать образование NOX (оксида азота). Регенеративные термические реакторы окисления обладают высокой технологической эффективностью, и можно уменьшать количество таких установок, вследствие чего можно снижать затраты на оборудование.Compared to direct incineration plants, regenerative thermal oxidation reactors have a high stability of the combustion temperature, and the combustion temperature itself is controlled to a low temperature, and rapid cooling can be easily carried out so that the formation of NOX (nitric oxide) can be advantageously inhibited. Regenerative thermal oxidation reactors have high technological efficiency, and the number of such plants can be reduced, as a result of which equipment costs can be reduced.

Такие компоненты, как бром и бромистый водород, обычно остаются в выпускном газе установки сжигания 7, поэтому целесообразно абсорбировать эти остатки посредством газожидкостного контакта со щелочами и восстановителями в абсорбере 15 и затем выпускать газ в атмосферу. В качестве щелочей, предпочтительно, применяют гидроксид натрия, гидроксид калия и т.п. и в качестве восстановителей, предпочтительно, применяют сульфит натрия, мочевину и т.п., но не ограничиваются этими веществами. В качестве абсорбера можно применять скруббер или т.п., наряду с башней с насадкой, башней с распылительным орошением и колонной с орошаемыми стенками. Выпускной газ абсорбера 8 выпускают после получения подтверждения того, что этот газ находится в состоянии, допускающем выпуск в атмосферу.Components such as bromine and hydrogen bromide usually remain in the exhaust gas of the combustion unit 7, so it is advisable to absorb these residues through gas-liquid contact with alkalis and reducing agents in the absorber 15 and then release the gas into the atmosphere. As alkalis, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and the like are preferably used. and sodium sulfite, urea and the like are preferably used as reducing agents, but are not limited to these substances. A scrubber or the like can be used as an absorber, along with a tower with a nozzle, a tower with spray irrigation and a column with irrigated walls. The exhaust gas of the absorber 8 is discharged after receiving confirmation that this gas is in a state that allows release into the atmosphere.

Когда терефталевую кислоту получают с п-ксилолом в качестве исходного материала, эту терефталевую кислоту промышленно производят двумя способами - способом РТА и способом QTA, с учетом различий в требуемом качестве и т.п., и настоящее изобретение эффективно применимо к обоим способам. Примеры применения настоящего изобретения к обоим процессам описаны ниже.When terephthalic acid is obtained with p-xylene as a starting material, this terephthalic acid is industrially produced in two ways — the PTA method and the QTA method, taking into account differences in the required quality and the like, and the present invention is effectively applicable to both methods. Examples of applying the present invention to both processes are described below.

Объяснение способа РТА дано первым со ссылкой на Фиг.2. Если не указано иначе, условия процесса являются такими же, как в объяснении, приведенном выше.An explanation of the PTA method is given first with reference to FIG. 2. Unless otherwise specified, the process conditions are the same as in the explanation above.

На первой стадии окисления (I) п-ксилол А окисляют газом В, содержащим молекулярный кислород, в реакторе окисления 21 в растворителе в присутствии катализатора, получая суспензию С, содержащую терефталевую кислоту и растворитель. Температура реакции является такой же, как указано выше, но в способе РТА наиболее предпочтительна температура от 170 до 200°С.In the first oxidation step (I), p-xylene A is oxidized with a molecular oxygen containing gas B in an oxidation reactor 21 in a solvent in the presence of a catalyst, to obtain a suspension C containing terephthalic acid and a solvent. The reaction temperature is the same as above, but in the PTA method, a temperature of from 170 to 200 ° C is most preferred.

Отходящий газ М реактора окисления из реактора окисления 21, после конденсации и отделения в холодильнике 26 конденсированной жидкости N, содержащей главным образом растворитель, выпускают из реактора окисления 21 как отходящий газ Р реактора окисления и направляют на стадию обработки отходящего газа (IV). Холодильник 26 может быть одностадийным или многостадийным, и аналогичное разделение возможно даже тогда, когда вместо холодильника 26 применяют дистилляционную колонну. Содержание воды в реакционном растворе регулируют, сбрасывая часть конденсированной жидкости N, полученной конденсацией отходящего газа М реактора окисления, из реакционной системы. Концентрация кислорода в отходящем газе Р составляет обычно от 1,0 до 8,0% по объему, но в способе РТА эта концентрация должна быть немного ниже. Например, эта концентрация составляет не более 4% по объему.The exhaust gas M of the oxidation reactor from the oxidation reactor 21, after condensation and separation in the refrigerator 26 of the condensed liquid N containing mainly the solvent, is discharged from the oxidation reactor 21 as the exhaust gas P of the oxidation reactor and sent to the exhaust gas (IV) processing step. The refrigerator 26 can be single-stage or multi-stage, and a similar separation is possible even when a distillation column is used instead of the refrigerator 26. The water content in the reaction solution is controlled by dropping part of the condensed liquid N obtained by condensing the exhaust gas M of the oxidation reactor from the reaction system. The oxygen concentration in the exhaust gas P is usually from 1.0 to 8.0% by volume, but in the PTA method, this concentration should be slightly lower. For example, this concentration is not more than 4% by volume.

Если необходимо, после реакции окисления в реакторе 21 можно проводить низкотемпературное дополнительное окисление. Отходящий газ, выпускаемый низкотемпературным дополнительным окислением, можно также направлять на стадию обработки отходящего газа (IV). В способе РТА концентрация кислорода в отходящем газе, выпускаемом низкотемпературным дополнительным окислением, также должна быть немного ниже, подобно основной реакции окисления.If necessary, after the oxidation reaction in the reactor 21, it is possible to carry out low-temperature additional oxidation. The off-gas emitted by the low temperature post-oxidation can also be sent to the off-gas (IV) treatment step. In the PTA method, the oxygen concentration in the exhaust gas produced by the low temperature post-oxidation should also be slightly lower, similar to the main oxidation reaction.

Полученную суспензию С разделяют на массу терефталевой кислоты D и маточный раствор Е в сепараторе 22 для разделения твердого вещества и жидкости на стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), если необходимо, через промежуточную обрабатывающую стадию. Если необходимо, массу терефталевой кислоты D промывают моющей жидкостью К в промывочной установке 23 и получают массу терефталевой кислоты (после промывки) F и жидкие отходы моющей жидкости L. Как показано пунктирной линией на части Фиг.2, можно применять установку 22 для разделения твердого вещества и жидкости и промывочную установку 23 в одной установке 24, способной разделять твердое вещество и жидкость и проводить промывку.The resulting suspension C is separated into a mass of terephthalic acid D and the mother liquor E in a separator 22 for separating a solid and a liquid in the separation of the solid and the liquid (II), if necessary, through an intermediate processing stage. If necessary, the mass of terephthalic acid D is washed with washing liquid K in the washing unit 23 and a mass of terephthalic acid (after washing) F and liquid waste of the washing liquid L are obtained. As shown by the dashed line in part of FIG. 2, a solid separation unit 22 can be used and liquids and a flushing unit 23 in one unit 24 capable of separating a solid and a liquid and conducting flushing.

Полученную массу F сушат в сушилке 25 и получают неочищенные кристаллы терефталевой кислоты G. После этого в процессах гидрогенизационного рафинирования (стадии растворения, стадии гидрогенизации, стадии кристаллизации, стадии разделения твердого вещества и жидкости, стадии промывки, стадии сушки или т.п.), не показанных на фигуре, из неочищенных кристаллов терефталевой кислоты G получают кристаллы терефталевой кислоты высокой чистоты.The resulting mass F is dried in dryer 25 and crude crystals of terephthalic acid G are obtained. After this, in hydrogenation refining processes (dissolution stage, hydrogenation step, crystallization step, solid-liquid separation step, washing step, drying step or the like), not shown, high purity terephthalic acid crystals are obtained from crude crystals of terephthalic acid G.

С другой стороны, часть маточного раствора Е, полученного на стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), предпочтительно, направляют на стадию окисления (I) через стадию возврата маточного раствора (III). То есть маточный раствор Е, после накопления в емкости для маточного раствора или т.п., по необходимости, разделяют на повторно используемый маточный раствор Н и сливаемые отходы маточного раствора J, и повторно используемый маточный раствор Н возвращают в реактор окисления 21 на стадию окисления (I). Если необходимо, жидкие отходы моющей жидкости L можно также возвращать в реактор окисления 21 на стадию окисления (I).On the other hand, a part of the mother liquor E obtained in the solid-liquid separation step (II) is preferably sent to the oxidation step (I) through the mother liquor (III) recovery step. That is, the mother liquor E, after accumulation in the mother liquor vessel or the like, is separated, if necessary, into the reusable mother liquor H and the waste waste of the mother liquor J, and the reused mother liquor H is returned to the oxidation reactor 21 to the oxidation step (I). If necessary, the liquid waste of the washing liquid L can also be returned to the oxidation reactor 21 to the oxidation step (I).

Отходящий газ, полученный на вышеуказанных стадиях, направляют на стадию обработки отходящего газа (IV) и подвергают переработке.The off-gas obtained in the above steps is sent to the off-gas (IV) treatment step and processed.

Жидкость, содержащую извлеченную алифатическую карбоновую кислоту 4, и жидкость, содержащую извлеченные сложные эфиры алифатической карбоновой кислоты 5, полученные на стадии обработки отходящего газа (IV), можно возвращать в реактор окисления 21, при необходимости - после обработки в дегидратационной колонне или т.п., в качестве повторно используемых алифатических карбоновых кислот и сложных эфиров алифатических карбоновых кислот Q.The liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid 4 and the liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid esters 5 obtained in the exhaust gas (IV) treatment step can be returned to the oxidation reactor 21, if necessary after treatment in a dehydration column or the like ., as reusable aliphatic carboxylic acids and esters of aliphatic carboxylic acids Q.

Далее дано объяснение способа QTA со ссылкой на Фиг.3. Условия процесса являются такими же, как в объяснении, приведенном выше, если не указано иначе. The following is an explanation of the QTA method with reference to FIG. 3. The process conditions are the same as in the explanation above unless otherwise indicated.

На стадии окисления (I) п-ксилол окисляют газом b, содержащим молекулярный кислород, в реакторе окисления 31 в растворителе в присутствии катализатора, получая суспензию с, содержащую терефталевую кислоту и растворитель. Реакционная температура и давление являются такими же, как указано выше, но в способе QTA наиболее предпочтительными условиями являются 180-230°С и 1-3 МПа. На стадии окисления более предпочтительно окисление не менее 98% п-ксилола по массе.In the oxidation step (I), p-xylene is oxidized with molecular oxygen-containing gas b in an oxidation reactor 31 in a solvent in the presence of a catalyst, to obtain a suspension of c containing terephthalic acid and a solvent. The reaction temperature and pressure are the same as above, but in the QTA method, the most preferred conditions are 180-230 ° C and 1-3 MPa. In the oxidation step, it is more preferable to oxidize at least 98% p-xylene by weight.

Отходящий газ реактора окисления n из реактора окисления 31, после конденсации и отделения в холодильнике 41 конденсированной жидкости о, содержащей главным образом растворитель, выпускают как отходящий газ р реактора окисления и направляют на стадию обработки отходящего газа (IV). Холодильник 41 может быть одностадийным или многостадийным, и аналогичное разделение возможно даже тогда, когда вместо холодильника 41 применяют дистилляционную колонну. Содержание воды в реакционном растворе регулируют, сбрасывая часть конденсированной жидкости о, полученной конденсацией отходящего газа n, из реакционной системы. Концентрация кислорода в отходящем газе p составляет обычно от 1,0 до 8,0% по объему, но в способе QTA эта концентрация должна быть немного большей. Например, эта концентрация составляет не менее 4% по объему.The exhaust gas of the oxidation reactor n from the oxidation reactor 31, after condensation and separation in the refrigerator 41 of the condensed liquid o, containing mainly the solvent, is discharged as exhaust gas p of the oxidation reactor and sent to the exhaust gas (IV) processing step. The refrigerator 41 can be single-stage or multi-stage, and a similar separation is possible even when a distillation column is used instead of the refrigerator 41. The water content in the reaction solution is controlled by dropping part of the condensed liquid o obtained by condensing the exhaust gas n from the reaction system. The oxygen concentration in the exhaust gas p is usually from 1.0 to 8.0% by volume, but in the QTA method this concentration should be slightly higher. For example, this concentration is at least 4% by volume.

В способе QTA высокотемпературное дополнительное окисление проводят после реакции окисления в реакторе окисления 31 на стадии окисления (I). В это время предпочтительно проводить низкотемпературное дополнительное окисление между реакцией окисления и высокотемпературным дополнительным окислением. Причиной этого является то, что терефталевая кислота, имеющая высокую чистоту, может быть получена посредством проведения предварительного низкотемпературного дополнительного окисления до высокотемпературного дополнительного окисления.In the QTA method, high temperature additional oxidation is carried out after the oxidation reaction in the oxidation reactor 31 in the oxidation step (I). At this time, it is preferable to carry out low-temperature additional oxidation between the oxidation reaction and high-temperature additional oxidation. The reason for this is that terephthalic acid having a high purity can be obtained by conducting preliminary low-temperature additional oxidation to high-temperature additional oxidation.

Суспензию с, полученную в реакторе окисления 31, направляют в реактор низкотемпературного дополнительного окисления 32 и проводят низкотемпературное дополнительное окисление, дополнительно поставляя газ b, содержащий молекулярный кислород. Желательно, чтобы низкотемпературное дополнительное окисление проводилось непрерывно и время реакции было немного короче, чем основная реакция окисления, предпочтительно, от 5 до 90 минут.The suspension c obtained in the oxidation reactor 31 is sent to the low-temperature additional oxidation reactor 32 and the low-temperature additional oxidation is carried out, additionally supplying gas b containing molecular oxygen. Preferably, the low-temperature additional oxidation is carried out continuously and the reaction time is slightly shorter than the main oxidation reaction, preferably from 5 to 90 minutes.

Отходящий газ, выпущенный низкотемпературным дополнительным окислением, можно также направлять на стадию обработки отходящего газа (IV). То есть отходящий газ q реактора окисления из реактора окисления 32, после конденсации и отделения в холодильнике 42 конденсированной жидкости r, содержащей главным образом растворитель, выпускают как отходящий газ s реактора окисления и направляют на стадию обработки отходящего газа (IV). Холодильник 42 может быть одностадийным или многостадийным, и аналогичное разделение возможно даже тогда, когда вместо холодильника 42 применяют дистилляционную колонну. В способе QTA концентрация кислорода в отходящем газе, выпускаемом низкотемпературным дополнительным окислением, также должна быть немного большей, аналогично основной реакции окисления.The off-gas emitted by the low temperature post-oxidation can also be sent to the off-gas (IV) treatment step. That is, the exhaust gas q of the oxidation reactor from the oxidation reactor 32, after condensation and separation in the refrigerator 42 of the condensed liquid r containing mainly the solvent, is discharged as the exhaust gas s of the oxidation reactor and sent to the exhaust gas (IV) processing step. The refrigerator 42 may be single-stage or multi-stage, and a similar separation is possible even when a distillation column is used instead of the refrigerator 42. In the QTA method, the oxygen concentration in the exhaust gas produced by the low temperature post-oxidation should also be slightly higher, similar to the main oxidation reaction.

В полученной суспензии d низкотемпературного дополнительного окисления обычно повышают давление посредством насоса 33 и затем ее нагревают до назначенной температуры посредством нагревателя 34, переносят в реактор высокотемпературного дополнительного окисления 35 и дополнительно окисляют, поставляя газ b, содержащий молекулярный кислород. Желательно, чтобы это высокотемпературное дополнительное окисление проводилось непрерывно и температура реакции составляла, предпочтительно, от 5 до 120 минут.In the resulting low temperature additional oxidation slurry d, the pressure is usually increased by means of a pump 33 and then it is heated to the designated temperature by means of a heater 34, transferred to the high temperature additional oxidation reactor 35 and further oxidized to supply gas b containing molecular oxygen. It is desirable that this high-temperature additional oxidation is carried out continuously and the reaction temperature is preferably from 5 to 120 minutes.

Отходящий газ, выпущенный высокотемпературным дополнительным окислением, можно также направлять на стадию обработки отходящего газа (IV). То есть отходящий газ t реактора окисления из реактора окисления 35, после конденсации и отделения в холодильнике 43 конденсированной жидкости u, содержащей главным образом растворитель, выпускают как отходящий газ v реактора окисления и направляют на стадию обработки отходящего газа (IV). Холодильник 43 может быть одностадийным или многостадийным, и аналогичное разделение возможно даже тогда, когда вместо холодильника 43 применяют дистилляционную колонну. Концентрация кислорода в отходящем газе, выпускаемом высокотемпературным дополнительным окислением, является низкой, но этот отходящий газ можно перерабатывать на стадии обработки отходящего газа (IV), объединяя с отходящими газами p и s, имеющими высокую концентрацию кислорода.The off-gas emitted by the high temperature post-oxidation can also be sent to the off-gas (IV) treatment step. That is, the exhaust gas t of the oxidation reactor from the oxidation reactor 35, after condensation and separation in the refrigerator 43 of the condensed liquid u containing mainly the solvent, is discharged as the exhaust gas v of the oxidation reactor and sent to the exhaust gas (IV) processing step. The refrigerator 43 may be single-stage or multi-stage, and a similar separation is possible even when a distillation column is used instead of the refrigerator 43. The oxygen concentration in the off-gas emitted by the high temperature post-oxidation is low, but this off-gas can be processed in the off-gas (IV) treatment step by combining with the off-gas p and s having a high oxygen concentration.

Полученную суспензию е высокотемпературного дополнительного окисления отправляют на стадию разделения твердого вещества и жидкости (II) после того, как ее, по необходимости, подвергают промежуточным обрабатывающим стадиям, и обычно ее подвергают снижению давления и охлаждению до назначенного давления и температуры в испарителе мгновенного действия 36 и затем разделяют на массу терефталевой кислоты f и маточный раствор g в сепараторе твердого вещества и жидкости 37. Суспензию е можно также подвергать разделению твердого вещества и жидкости без снижения давления и охлаждения, но, для ингибирования разложения некоторого количества растворителя, температуру все-таки желательно до некоторой степени понижать, уменьшая давление и проводя охлаждение. Кроме того, когда проводят описанную ниже стадию возвращения маточного раствора (III), предпочтительно, чтобы температура возвращаемого маточного раствора не сильно превышала давление и температуру реактора окисления 31, поэтому целесообразно снижать давления и проводить охлаждение. Предпочтительное давление после снижения давления является близким предпочтительному давлению стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), как указано выше. Кроме того, газ w испарителя мгновенного действия из испарителя мгновенного действия 36 выпускают как отходящий газ у испарителя мгновенного действия после конденсации и отделения в холодильнике 44 конденсированной жидкости х, содержащей главным образом растворитель. Если необходимо, отходящий газ испарителя мгновенного действия у можно также перерабатывать на стадии обработки отходящего газа (IV).The resulting suspension of high-temperature additional oxidation is sent to the stage of separation of solid and liquid (II) after it is, if necessary, subjected to intermediate processing steps, and usually it is subjected to pressure reduction and cooling to the prescribed pressure and temperature in an instantaneous evaporator 36 and then divided into a mass of terephthalic acid f and the mother liquor g in the solid-liquid separator 37. Suspension e can also be subjected to separation of the solid and liquid and without reducing pressure and cooling, but to inhibit the decomposition of a certain amount of solvent, it is nevertheless desirable to lower the temperature to some extent, reducing the pressure and conducting cooling. In addition, when the mother liquor (III) recovery step described below is carried out, it is preferable that the temperature of the mother liquor to be returned is not much higher than the pressure and temperature of the oxidation reactor 31, so it is advisable to reduce the pressure and conduct cooling. The preferred pressure after depressurization is close to the preferred pressure of the solid-liquid (II) separation step, as described above. In addition, the gas w of the instant evaporator from the instant evaporator 36 is discharged as exhaust gas from the instant evaporator after condensation and separation in the refrigerator 44 of the condensed liquid x containing mainly solvent. If necessary, the off-gas evaporator off-gas can also be processed at the off-gas (IV) treatment stage.

Если необходимо, полученную массу терефталевой кислоты f промывают моющей жидкостью l в промывочной установке 38 и получают массу терефталевой кислоты после промывки h и жидкие отходы моющей жидкости m. Как показано пунктирной линией на части Фиг.3, можно применять установку 37 для разделения твердого вещества и жидкости и промывочную установку 38 в одной установке 39, способной разделять твердое вещество и жидкость и проводить промывку.If necessary, the resulting mass of terephthalic acid f is washed with washing liquid l in the washing unit 38 and a mass of terephthalic acid is obtained after washing h and the liquid waste of the washing liquid m. As shown by the dashed line in part of FIG. 3, a solid-liquid separation unit 37 and a washing unit 38 can be used in one unit 39 capable of separating a solid and a liquid and conducting washing.

Если необходимо, полученную массу h дополнительно сушат в сушилке 40 и получают в виде кристаллов терефталевой кислоты i. If necessary, the resulting mass h is further dried in the dryer 40 and obtained in the form of terephthalic acid crystals i.

С другой стороны, часть маточного раствора g, полученного на стадии разделения твердого вещества и жидкости (II), предпочтительно, направляют на стадию окисления (I) через стадию возвращения маточного раствора (III). То есть маточный раствор g, после накопления в емкости для маточного раствора или т.п., по необходимости, разделяют на повторно используемый маточный раствор j и сливаемые отходы маточного раствора k и повторно используемый маточный раствор j возвращают в реактор окисления 31 на стадию окисления (I). Если необходимо, жидкие отходы моющей жидкости m можно также возвращать в реактор окисления 31 на стадию окисления (I).On the other hand, a part of the mother liquor g obtained in the solid-liquid (II) separation step is preferably sent to the oxidation step (I) through the mother liquor (III) recovery step. That is, the mother liquor g, after accumulation in the mother liquor vessel or the like, is separated, if necessary, into the reused mother liquor j and the waste waste of the mother liquor k and the reused mother liquor j are returned to the oxidation reactor 31 to the oxidation step ( I). If necessary, the liquid waste m washing liquid can also be returned to the oxidation reactor 31 to the oxidation stage (I).

Отходящий газ, полученный на вышеуказанных стадиях, направляют на стадию обработки отходящего газа (IV) и подвергают переработке.The off-gas obtained in the above steps is sent to the off-gas (IV) treatment step and processed.

Жидкость, содержащую извлеченную алифатическую карбоновую кислоту 4, и жидкость, содержащую извлеченные сложные эфиры алифатической карбоновой кислоты 5, полученные на стадии обработки отходящего газа (IV), можно возвращать в реактор окисления 31, при необходимости - после обработки в дегидратационной колонне или т.п., в качестве повторно используемых алифатических карбоновых кислот и сложных эфиров алифатических карбоновых кислот z.The liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid 4 and the liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid esters 5 obtained in the exhaust gas (IV) treatment step can be returned to the oxidation reactor 31, if necessary after treatment in a dehydration column or the like ., as reusable aliphatic carboxylic acids and esters of aliphatic carboxylic acids z.

ПРИМЕРEXAMPLE

Далее настоящее изобретение будет описано конкретно со ссылкой на примеры, но они никак не ограничивают настоящее изобретение.The present invention will now be described specifically with reference to examples, but they do not limit the present invention in any way.

Способ измеренияMeasuring method

(1) Концентрация метилбромида(1) Methyl bromide concentration

Концентрацию метилбромида измеряли посредством газового хроматографического анализа в следующих условиях. Применяли газовый хроматограф GC-14B и chromatopack C-R3A (оба изготовлены Shimadzu Corporation). Применяли стеклянную колонку, имеющую диаметр 3 мм и длину 5 м, и в качестве наполнителя силикон DC-550 (изготовленный SHINWA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.). В качестве газа-носителя применяли азот, и скорость потока составляла 30 мл/мин.The methyl bromide concentration was measured by gas chromatographic analysis under the following conditions. A gas chromatograph GC-14B and chromatopack C-R3A (both manufactured by Shimadzu Corporation) were used. A glass column having a diameter of 3 mm and a length of 5 m was used, and DC-550 silicone (manufactured by SHINWA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) Was used as a filler. Nitrogen was used as the carrier gas, and the flow rate was 30 ml / min.

Температура колонки в течение анализа составляла 45°С, и температура детектора составляла 100°С.The column temperature during the analysis was 45 ° C, and the temperature of the detector was 100 ° C.

(2) Концентрация бромосодержащих диоксинов(2) The concentration of bromine-containing dioxins

После определения количества каждого изомера бромосодержащих диоксинов согласно «Предварительному методу исследования полибромдибензо-пара-диоксина и полибромдибензофурана» Министерства охраны окружающей среды (2002 г.), концентрации бромосодержащих диоксинов рассчитывали как значение токсического эквивалента (ТЭК), основываясь на концепции, описанной в Референсных Данных 3 в «Докладе о результатах исследования современных условий выбросов бромосодержащих диоксинов», (2002 г.).After determining the amount of each isomer of bromine-containing dioxins according to the Preliminary Method for the Study of Polybromodibenzo-p-dioxin and Polybromodibenzofuran of the Ministry of the Environment (2002), the concentrations of bromine-containing dioxins were calculated as the value of the toxic equivalent (TEC), based on the concept described in the Reference Data 3 in the “Report on the results of a study of current conditions for emissions of bromine-containing dioxins”, (2002).

Бромосодержащие диоксины включали в себя изомеры, имеющие диоксиновое кольцо, и изомеры, имеющие дибензофурановое кольцо.Bromine-containing dioxins included isomers having a dioxin ring and isomers having a dibenzofuran ring.

ПРИМЕРЫ И СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ПРИМЕРЫEXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES

В следующих Примерах и Сравнительных Примерах в качестве реакторов в реакции окисления, включая низкотемпературное и высокотемпературное дополнительное окисление, применяли корпусные реакторы полного перемешивания с мешалкой. Значение давления представляло собой абсолютное давление.In the following Examples and Comparative Examples, reactors in the oxidation reaction, including low-temperature and high-temperature additional oxidation, were used full stirred tank reactors with a stirrer. The pressure value was absolute pressure.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

В реактор вносили 1 часть по массе п-ксилола, 3,35 частей по массе раствора, содержавшего катализатор (ацетат кобальта, ацетат марганца и бромистый водород растворяли в уксусной кислоте, содержавшей 14% по массе воды), и 6,24 части по массе повторно используемого маточного раствора в состоянии, существенно сохранявшем такие давление и температуру, какими они были во время его отделения из описанной ниже установки разделения твердого вещества и жидкости, вводили воздух, создавая 20-кратный избыток молекулярного кислорода по отношению к п-ксилолу, и проводили реакцию окисления при температуре 195°С, давлении 1,34 МПа (абсолютное давление) и времени реакции (среднее время пребывания) 60 минут. Концентрации кобальта/марганца/брома в реакционном растворе составляли 300/300/1000 част./млн. по массе, соответственно. Концентрацию кислорода в отходящем газе устанавливали на уровне 5,0-7,0% по объему.1 part by weight of p-xylene, 3.35 parts by weight of a solution containing a catalyst was added to the reactor (cobalt acetate, manganese acetate and hydrogen bromide were dissolved in acetic acid containing 14% by weight of water), and 6.24 parts by weight reused mother liquor in a state that substantially retained such pressure and temperature as they were during its separation from the solid-liquid separation unit described below, air was introduced, creating a 20-fold excess of molecular oxygen with respect to p-xylene, and an oxidation reaction was carried out at a temperature of 195 ° C., a pressure of 1.34 MPa (absolute pressure) and a reaction time (average residence time) of 60 minutes. The concentration of cobalt / manganese / bromine in the reaction solution was 300/300/1000 ppm. by weight, respectively. The oxygen concentration in the exhaust gas was set at 5.0-7.0% by volume.

Отходящий газ из реактора охлаждали окончательно до температуры 45°С и давления 1,16 МПа в многостадийном холодильнике, объединяли конденсаты, полученные из каждого холодильника, часть их извлекали, а остаток возвращали в реактор. Извлекаемое количество конденсата устанавливали таким образом, чтобы концентрация воды в маточном растворе суспензии составляла 10% по массе.The exhaust gas from the reactor was finally cooled to a temperature of 45 ° C and a pressure of 1.16 MPa in a multi-stage refrigerator, the condensates obtained from each refrigerator were combined, some of them were recovered, and the residue was returned to the reactor. The recoverable amount of condensate was set so that the concentration of water in the mother liquor of the suspension was 10% by weight.

Суспензию, содержавшую главным образом неочищенную терефталевую кислоту и растворитель, извлекали из реактора реакции окисления. В 5,84 частях по массе суспензии неочищенная терефталевая кислота составляла 2,05 части по массе, маточный раствор составлял 3,79 части по массе, концентрация суспензии составляла 35% по массе.A suspension containing mainly crude terephthalic acid and a solvent was recovered from the oxidation reaction reactor. In 5.84 parts by weight of the suspension, the crude terephthalic acid was 2.05 parts by weight, the mother liquor was 3.79 parts by weight, the concentration of the suspension was 35% by weight.

Эту суспензию (5,84 частей по массе) непрерывно вносили в реактор низкотемпературного дополнительного окисления и проводили низкотемпературное дополнительное окисление, устанавливая температуру 183°С, давление 1,04 МПа и время реакции 30 минут. Количество вводимого воздуха составляло 1/44,6 от количества, вводившегося на предшествовавшей реакции окисления. Концентрацию кислорода в отходящем газе регулировали воздухом в диапазоне от 5,0 до 7,0% по объему.This suspension (5.84 parts by weight) was continuously introduced into the low-temperature additional oxidation reactor and low-temperature additional oxidation was carried out, setting the temperature to 183 ° C, a pressure of 1.04 MPa and a reaction time of 30 minutes. The amount of air introduced was 1 / 44.6 of the amount introduced in the preceding oxidation reaction. The oxygen concentration in the exhaust gas was regulated by air in the range from 5.0 to 7.0% by volume.

Отходящий газ из реактора низкотемпературного дополнительного окисления охлаждали окончательно до температуры 45°С и давления 1,16 МПа в многостадийном холодильнике, конденсаты, полученные из каждого холодильника, объединяли и возвращали в реактор низкотемпературного дополнительного окисления.The exhaust gas from the low-temperature additional oxidation reactor was finally cooled to a temperature of 45 ° C and a pressure of 1.16 MPa in a multi-stage refrigerator, the condensates obtained from each refrigerator were combined and returned to the low-temperature additional oxidation reactor.

Затем суспензию, извлеченную из реактора низкотемпературного дополнительного окисления, нагревали и повышали ее давление; суспензию непрерывно вносили в реактор высокотемпературного дополнительного окисления и проводили высокотемпературное дополнительное окисление, устанавливая температуру 260°С, давление 5,5 МПа и время реакции 50 минут. Воздух вводили таким образом, чтобы молярное отношение молекулярного кислорода к терефталевой кислоте составляло 0,12. Концентрацию кислорода в отходящем газе устанавливали в диапазоне от 0 до 0,5% по объему.Then, the suspension recovered from the low-temperature additional oxidation reactor was heated and its pressure was increased; the suspension was continuously introduced into the high-temperature additional oxidation reactor and high-temperature additional oxidation was carried out by setting the temperature to 260 ° C, a pressure of 5.5 MPa and a reaction time of 50 minutes. Air was introduced so that the molar ratio of molecular oxygen to terephthalic acid was 0.12. The oxygen concentration in the exhaust gas was set in the range from 0 to 0.5% by volume.

Отходящий газ из реактора высокотемпературного дополнительного окисления охлаждали окончательно до температуры 45°С и давления 1,16 МПа в многостадийном холодильнике, конденсаты, полученные из каждого холодильника, объединяли и возвращали в реактор высокотемпературного дополнительного окисления.The exhaust gas from the high-temperature additional oxidation reactor was finally cooled to a temperature of 45 ° С and a pressure of 1.16 MPa in a multi-stage refrigerator, the condensates obtained from each refrigerator were combined and returned to the high-temperature additional oxidation reactor.

Суспензию, извлеченную из реактора высокотемпературного дополнительного окисления, подвергали декомпрессии и в испарителе мгновенного действия охлаждали до достижения диапазона температуры и давления первого реактора, затем направляли в отстойник с сетчатой корзиной и проводили разделение твердого вещества и жидкости, поддерживая температуру и давление, и разделяли массу терефталевой кислоты и маточный раствор. Эту массу промывали уксусной кислотой в сетчатой части отстойника и выпускали из выпускного клапана; давление непрерывно уменьшали до атмосферного давления для испарения захваченной жидкости, затем проводили сушку и получали 1,56 части по массе кристаллов терефталевой кислоты.The suspension extracted from the high-temperature additional oxidation reactor was decompressed and cooled in an instant-action evaporator to reach the temperature and pressure range of the first reactor, then it was sent to a sump with a mesh basket and solid and liquid were separated, maintaining temperature and pressure, and the terephthalic mass was separated acids and mother liquor. This mass was washed with acetic acid in the mesh of the sump and was discharged from the exhaust valve; the pressure was continuously reduced to atmospheric pressure to evaporate the trapped liquid, then drying was carried out and 1.56 parts by weight of terephthalic acid crystals were obtained.

С другой стороны, маточный раствор, полученный разделением твердого вещества и жидкости, разделяли на 35% по массе маточного раствора, направляемого в сливаемые отходы, и 65% по массе маточного раствора для повторного использования, поддерживая температуру и давление, и переносили повторно используемый маточный раствор в первый реактор. Сливаемые отходы маточного раствора, после извлечения полезных компонентов, таких как терефталевая кислота, уксусная кислота и катализатор, направляли на повторное использование, а остаток очищали от вредных примесей и выпускали во внешнее пространство.On the other hand, the mother liquor obtained by separating the solid and the liquid was separated by 35% by weight of the mother liquor sent to the waste waste and 65% by weight of the mother liquor for reuse, maintaining temperature and pressure, and the reused mother liquor was transferred into the first reactor. After the recovery of useful components, such as terephthalic acid, acetic acid and a catalyst, the waste waste of the mother liquor that was drained was sent for reuse, and the residue was purified from harmful impurities and released into the outer space.

Отходящие газы из реактора, реактора низкотемпературного дополнительного окисления и реактора высокотемпературного дополнительного окисления объединяли через вышеуказанный холодильник и перерабатывали как отходящий газ, имеющий температуру 45°С и давление 1,16 МПа, на стадии обработки отходящего газа, показанной на Фиг.1.The exhaust gases from the reactor, the low-temperature additional oxidation reactor and the high-temperature additional oxidation reactor were combined through the above refrigerator and processed as exhaust gas having a temperature of 45 ° C. and a pressure of 1.16 MPa, in the exhaust gas treatment stage shown in FIG. 1.

То есть, поставляя отходящий газ 1 в абсорбер высокого давления 11 из нижней части этого абсорбера, воду, применяемую в качестве растворителя 2, пульверизовывали из верхней части этого же абсорбера. Пульверизованная вода абсорбировала уксусную кислоту или т.п. в отходящем газе. Кроме того, в нижней части абсорбера вода, в которой была абсорбирована уксусная кислота, растворяла и абсорбировала метилацетат или т.п. в отходящем газе. Абсорбированный метилацетат извлекали в виде жидкости, содержавшей извлеченные сложные эфиры алифатических карбоновых кислот 5, из донной части абсорбера, возвращали в реактор и использовали повторно. Уксусную кислоту или т.п. извлекали из средней ступени абсорбера в виде жидкости, содержавшей извлеченную алифатическую карбоновую кислоту 4, дегидратировали в дегидратационной колонне и после дегидратации также возвращали в реактор и использовали повторно.That is, by supplying the exhaust gas 1 to the high pressure absorber 11 from the bottom of this absorber, the water used as solvent 2 was sprayed from the top of the same absorber. The pulverized water absorbed acetic acid or the like. in the exhaust gas. In addition, at the bottom of the absorber, water in which acetic acid was absorbed dissolved and absorbed methyl acetate or the like. in the exhaust gas. The absorbed methyl acetate was recovered as a liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid esters 5 from the bottom of the absorber, returned to the reactor and reused. Acetic acid or the like extracted from the middle stage of the absorber in the form of a liquid containing the recovered aliphatic carboxylic acid 4, was dehydrated in a dehydration column and after dehydration was also returned to the reactor and reused.

С другой стороны, газ 3, представлявший собой остаток отходящего газа, выходил из верхней головной части абсорбера и нагревался при 155°С в теплообменнике 12. После этого газ 3 направляли в газовый дроссель (газорасширитель) 13 и использовали как часть источника мощности воздушного компрессора в виде выпускного газа 6, имевшего давление 0,1 МПа. Концентрация кислорода в выпускном газе 6 составляла 6,4% по объему и концентрация метилбромида составляла 13,7 част./млн. по объему.On the other hand, gas 3, which is the remainder of the exhaust gas, exited the upper head of the absorber and was heated at 155 ° C in the heat exchanger 12. After that, gas 3 was sent to the gas choke (gas expander) 13 and used as part of the air compressor’s power source the form of exhaust gas 6, having a pressure of 0.1 MPa. The oxygen concentration in the exhaust gas 6 was 6.4% by volume and the methyl bromide concentration was 13.7 ppm. by volume.

Выпускной газ 6 вводили в регенеративный термический окислительный реактор, применявшийся в качестве установки для сжигания 14, и проводили сжигание при температуре сжигания (температуре в камере сжигания) 820°С, времени охлаждения в камере охлаждения, не превышавшем 1 секунды, и выпускной температуре (температуре выпускного газа) 80-90°С (в настоящем документе время охлаждения означает время охлаждения газа после сжигания до 200°С или ниже, то же и далее). А именно, время охлаждения, необходимое для охлаждения газа при 820°С после сжигания в регенеративном термическом окислительном реакторе до 200°С или ниже, не превышает 1 секунды. В связи с этим следует указать, что после повышения температуры до температуры горения воздух и топливо не предоставляли.The exhaust gas 6 was introduced into the regenerative thermal oxidizing reactor used as the combustion plant 14, and combustion was carried out at a combustion temperature (temperature in the combustion chamber) of 820 ° C, a cooling time in the cooling chamber not exceeding 1 second, and exhaust temperature (temperature exhaust gas) 80-90 ° C (in this document, the cooling time means the cooling time of the gas after combustion to 200 ° C or lower, the same goes on). Namely, the cooling time required to cool the gas at 820 ° C after burning in a regenerative thermal oxidation reactor to 200 ° C or lower does not exceed 1 second. In this regard, it should be noted that after raising the temperature to the combustion temperature, air and fuel were not provided.

При измерении концентрации метилбромида в выпускном газе установки для сжигания ее значение было на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляло менее 0,1 част./млн. по объему. Измеренная концентрация бромосодержащих диоксинов в выпускном газе установки для сжигания была на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляла менее 0,007 нг-ТЭК/м3. Согласно этому, полагают, что было достигнуто полное сжигание метилбромида, который был почти полностью преобразован в бром. Результаты показаны в Таблице 1.When measuring the concentration of methyl bromide in the exhaust gas of the incinerator, its value was at the detection limit or lower, i.e. was less than 0.1 ppm by volume. The measured concentration of bromine-containing dioxins in the exhaust gas of the combustion plant was at or below the detection limit, i.e. was less than 0.007 ng-TEK / m 3 . According to this, it is believed that complete combustion of methyl bromide, which was almost completely converted to bromine, was achieved. The results are shown in Table 1.

Затем такие компоненты выпускного газа установки для сжигания, как бром и бромистый водород, были абсорбированы посредством газожидкостного контакта со щелочью и восстановителем в абсорбере 15 и газ, после получения подтверждения его безвредного состояния, был выпущен в атмосферу.Then, the components of the exhaust gas of the combustion plant, such as bromine and hydrogen bromide, were absorbed by gas-liquid contact with alkali and a reducing agent in the absorber 15 and the gas, after receiving confirmation of its harmless state, was released into the atmosphere.

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Выпускной газ 6 получали из газового дросселя (газорасширителя) 13 таким же образом, как в Примере 1. Концентрация кислорода в выпускном газе 6 составляла 6,6% по объему, и концентрация метилбромида составляла 13,9 част./млн. по объему (концентрация кислорода и концентрация метилбромида были слегка отличными от концентраций Примера 1 вследствие операционных вариаций). Выпускной газ 6 вводили в тот же регенеративный термический окислительный реактор, что и в Примере 1, и подвергали процессу сжигания при температуре сжигания 600°С, времени охлаждения, не превышавшем 1 секунды, и выпускной температуре 80-90°С. Время, требуемое для охлаждения газа с температурой 600°С после сжигания в регенеративном термическом окислительном реакторе до 200°С или ниже, не превышало 1 секунды. В связи с этим следует указать, что после повышения температуры до температуры горения воздух и топливо не предоставляли.Exhaust gas 6 was obtained from the gas throttle (gas expander) 13 in the same manner as in Example 1. The oxygen concentration in the exhaust gas 6 was 6.6% by volume, and the concentration of methyl bromide was 13.9 ppm. by volume (oxygen concentration and methyl bromide concentration were slightly different from the concentrations of Example 1 due to operational variations). The exhaust gas 6 was introduced into the same regenerative thermal oxidation reactor as in Example 1, and was subjected to a combustion process at a combustion temperature of 600 ° C, a cooling time of not more than 1 second, and an exhaust temperature of 80-90 ° C. The time required to cool a gas with a temperature of 600 ° C after burning in a regenerative thermal oxidizing reactor to 200 ° C or lower did not exceed 1 second. In this regard, it should be noted that after raising the temperature to the combustion temperature, air and fuel were not provided.

В результате концентрация метилбромида в выпускном газе установки для сжигания составляла 1,1 част./млн. по объему. Концентрация бромосодержащих диоксинов в выпускном газе установки для сжигания была на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляла менее 0,007 нг-ТЭК/м3. Согласно этому, полагают, что было достигнуто полное сжигание метилбромида, который был почти полностью преобразован в бром. Результаты показаны в Таблице 1.As a result, the concentration of methyl bromide in the exhaust gas of the incinerator was 1.1 ppm. by volume. The concentration of bromine-containing dioxins in the exhaust gas of the combustion plant was at or below the detection limit, i.e. was less than 0.007 ng-TEK / m 3 . According to this, it is believed that complete combustion of methyl bromide, which was almost completely converted to bromine, was achieved. The results are shown in Table 1.

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Выпускной газ 6, полученный из газового дросселя (газорасширителя) 13 таким же образом, как в Примере 1, разбавляли газообразным азотом, в результате чего концентрация кислорода составляла 2,0% по объему и концентрация метилбромида составляла 4,1 част./млн. по объему (отношение концентрации кислорода к концентрации метилбромида было слегка отличным от этого отношения в Примере 1 вследствие операционных вариаций). Выпускной газ 6 вводили в тот же регенеративный термический окислительный реактор, что и в Примере 1, и подвергали процессу сжигания при температуре сжигания 820°С, времени охлаждения, не превышавшем 1 секунды, и выпускной температуре 80-90°С. Время, требуемое для охлаждения газа с температурой 820°С после сжигания в регенеративном термическом реакторе окисления до 200°С или ниже, не превышало 1 секунды. В связи с этим следует указать, что после повышения температуры до температуры горения воздух и топливо не предоставляли.The exhaust gas 6 obtained from the gas throttle (gas expander) 13 in the same manner as in Example 1 was diluted with nitrogen gas, resulting in an oxygen concentration of 2.0% by volume and a methyl bromide concentration of 4.1 ppm. by volume (the ratio of oxygen concentration to methyl bromide concentration was slightly different from this ratio in Example 1 due to operational variations). The exhaust gas 6 was introduced into the same regenerative thermal oxidation reactor as in Example 1, and was subjected to a combustion process at a combustion temperature of 820 ° C, a cooling time of not more than 1 second, and an exhaust temperature of 80-90 ° C. The time required for cooling a gas with a temperature of 820 ° C after burning in a regenerative thermal oxidation reactor to 200 ° C or lower did not exceed 1 second. In this regard, it should be noted that after raising the temperature to the combustion temperature, air and fuel were not provided.

В результате концентрация метилбромида в выпускном газе установки для сжигания была на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляла менее 0,1 част./млн. по объему. Концентрация бромосодержащих диоксинов в выпускном газе установки для сжигания была на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляла менее 0,007 нг-ТЭК/м3. Согласно этому, полагают, что было достигнуто полное сжигание метилбромида, который был почти полностью преобразован в бром. Результаты показаны в Таблице 1.As a result, the concentration of methyl bromide in the exhaust gas of the incinerator was at or below the detection limit, i.e. was less than 0.1 ppm by volume. The concentration of bromine-containing dioxins in the exhaust gas of the combustion plant was at or below the detection limit, i.e. was less than 0.007 ng-TEK / m 3 . According to this, it is believed that complete combustion of methyl bromide, which was almost completely converted to bromine, was achieved. The results are shown in Table 1.

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

Выпускной газ 6 получали из газового дросселя (газорасширителя) 13 таким же образом, как в Примере 1. Концентрация кислорода и концентрация метилбромида в выпускном газе 6 составляли 6,4% по объему и 13,7 част./млн. по объему, соответственно. Выпускной газ 6 вводили в установку прямого сжигания, применявшуюся в качестве установки для сжигания 14, и проводили сжигание при температуре сжигания 1000°С, времени охлаждения, не превышавшем 1 секунды, и выпускной температуре 180°С. То есть время охлаждения, требуемое для охлаждения газа при температуре 1000°С после сжигания в установке прямого сжигания до 200°С или ниже, не превышало 1 секунды. В связи с этим следует указать, что для поддержания температуры сжигания при 1000°С продолжали предоставлять воздух и топливо (тяжелое дизельное топливо).Exhaust gas 6 was obtained from a gas throttle (gas expander) 13 in the same manner as in Example 1. The oxygen concentration and the concentration of methyl bromide in the exhaust gas 6 were 6.4% by volume and 13.7 ppm. by volume, respectively. The exhaust gas 6 was introduced into the direct combustion apparatus used as the combustion apparatus 14, and combustion was carried out at a combustion temperature of 1000 ° C, a cooling time of not more than 1 second, and an exhaust temperature of 180 ° C. That is, the cooling time required for cooling the gas at a temperature of 1000 ° C. after combustion in a direct combustion installation to 200 ° C. or lower did not exceed 1 second. In this regard, it should be pointed out that in order to maintain the combustion temperature at 1000 ° C, air and fuel (heavy diesel fuel) were continued to be provided.

В результате концентрация метилбромида в выпускном газе установки для сжигания была на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляла менее 0,1 част./млн. по объему. Измеренная концентрация бромосодержащих диоксинов в выпускном газе установки для сжигания была на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляла менее 0,007 нг-ТЭК/м3. Согласно этому, полагают, что было достигнуто полное сжигание метилбромида, который был почти полностью преобразован в бром. Результаты показаны в Таблице 1.As a result, the concentration of methyl bromide in the exhaust gas of the incinerator was at or below the detection limit, i.e. was less than 0.1 ppm by volume. The measured concentration of bromine-containing dioxins in the exhaust gas of the combustion plant was at or below the detection limit, i.e. was less than 0.007 ng-TEK / m 3 . According to this, it is believed that complete combustion of methyl bromide, which was almost completely converted to bromine, was achieved. The results are shown in Table 1.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 1COMPARATIVE EXAMPLE 1

Выпускной газ 6 получали из газового дросселя (газорасширителя) 13 таким же образом, как в Примере 1. Концентрация кислорода в выпускном газе 6 составляла от 5,0 до 7,0% по объему, и концентрация метилбромида составляла 13,2 част./млн. по объему. Выпускной газ 6 вводили в установку каталитического сжигания, применявшуюся в качестве установки для сжигания 14, и проводили процесс сжигания, применяя катализатор окисления на основе палладия, при температуре сжигания, равной 352°С, и выпускной температуре, равной 352°С.Exhaust gas 6 was obtained from the gas throttle (gas expander) 13 in the same manner as in Example 1. The oxygen concentration in the exhaust gas 6 was from 5.0 to 7.0% by volume, and the concentration of methyl bromide was 13.2 ppm . by volume. The exhaust gas 6 was introduced into the catalytic combustion unit used as the combustion unit 14, and the combustion process was carried out using a palladium-based oxidation catalyst at a combustion temperature of 352 ° C. and an outlet temperature of 352 ° C.

В результате измеренная концентрация метилбромида в выпускном газе установки для сжигания составляла 0,8 част./млн. по объему. Измеренная концентрация бромосодержащих диоксинов в выпускном газе установки для сжигания составляла 120 нг-ТЭК/м3. Результаты показаны в Таблице 1.As a result, the measured concentration of methyl bromide in the exhaust gas of the incinerator was 0.8 ppm. by volume. The measured concentration of bromine-containing dioxins in the exhaust gas of the incinerator was 120 ng-TEK / m 3 . The results are shown in Table 1.

После этого выпускной газ установки каталитического сжигания подвергали абсорбции посредством газожидкостного контакта со щелочью и восстановителем в абсорбере 15.After that, the exhaust gas of the catalytic combustion unit was absorbed by gas-liquid contact with alkali and a reducing agent in the absorber 15.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ПРИМЕР 2COMPARATIVE EXAMPLE 2

Выпускной газ 6 получали из газового дросселя (газорасширителя) 13 таким же образом, как в Примере 1. Концентрация кислорода в выпускном газе 6 составляла от 5,0 до 7,0% по объему, и концентрация метилбромида составляла 13,0 част./млн. по объему. Выпускной газ 6 вводили в установку каталитического сжигания, применявшуюся в качестве установки для сжигания 14, так же как в Сравнительном Примере 1, за исключением того, что температура сжигания составляла 401°С и выпускная температура составляла 401°С.Exhaust gas 6 was obtained from the gas throttle (gas expander) 13 in the same manner as in Example 1. The oxygen concentration in the exhaust gas 6 was from 5.0 to 7.0% by volume, and the concentration of methyl bromide was 13.0 ppm . by volume. The exhaust gas 6 was introduced into the catalytic combustion unit used as the combustion unit 14, as in Comparative Example 1, except that the combustion temperature was 401 ° C and the exhaust temperature was 401 ° C.

В результате измеренная концентрация метилбромида в выпускном газе установки для сжигания была на уровне предела детектирования или ниже, т.е. составляла менее 0,1 част./млн. по объему. Концентрация бромосодержащих диоксинов в выпускном газе установки для сжигания составляла 31 нг-ТЭК/м3. Результаты показаны в Таблице 1.As a result, the measured concentration of methyl bromide in the exhaust gas of the combustion plant was at or below the detection limit, i.e. was less than 0.1 ppm by volume. The concentration of bromine-containing dioxins in the exhaust gas of the incinerator was 31 ng-TEK / m 3 . The results are shown in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Применимость в производственных условияхIndustrial Applicability

Согласно настоящему изобретению, отходящий газ можно обрабатывать сжиганием, ингибируя образование бромосодержащих диоксинов, благодаря чему данный способ является применимым в производственных условиях в качестве способа производства ароматической карбоновой кислоты, уменьшающего неблагоприятную нагрузку на окружающую среду.According to the present invention, the exhaust gas can be treated by burning, inhibiting the formation of bromine-containing dioxins, so that this method is applicable in the production environment as a method for the production of aromatic carboxylic acid, which reduces the adverse environmental load.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, метилбромид в отходящем газе можно эффективно обрабатывать сжиганием, благодаря чему данный способ является применимым в производственных условиях в качестве способа производства ароматической карбоновой кислоты, при котором можно понизить эксплуатационные расходы, затраты на монтаж и потребление энергии.In addition, according to the present invention, the methyl bromide in the exhaust gas can be efficiently treated by burning, so that this method is applicable in a production environment as a method for the production of aromatic carboxylic acid, in which operating costs, installation costs and energy consumption can be reduced.

Кроме того, согласно настоящему изобретению, отходящий газ можно обрабатывать сжиганием, ингибируя образование не только бромосодержащих диоксинов, но и ароматических соединений, таких как бензолы, и NOX (оксида азота), благодаря чему данный способ является применимым в производственных условиях в качестве способа производства ароматической карбоновой кислоты, уменьшающего неблагоприятную нагрузку на окружающую среду.In addition, according to the present invention, the exhaust gas can be treated by burning, inhibiting the formation of not only bromine-containing dioxins, but also aromatic compounds such as benzenes and NOX (nitric oxide), so this method is applicable in the production environment as a method for producing aromatic carboxylic acid, which reduces the environmental burden.

Настоящее изобретение основано на японской заявке на патент №2007-278939, поданной 26 октября 2007 г., и японской заявке на патент №2007-278940, поданной 26 октября 2007 г., описания, пункты формулы изобретения, чертежи и рефераты которых включены в настоящий документ посредством ссылки.The present invention is based on Japanese Patent Application No. 2007-278939, filed October 26, 2007, and Japanese Patent Application No. 2007-278940, filed October 26, 2007, descriptions, claims, drawings and abstracts of which are included in this document by reference.

Claims (11)

1. Способ получения ароматической карбоновой кислоты, включающий: окислительную стадию окисления алкилароматического соединения в присутствии соединения брома для получения ароматической карбоновой кислоты и стадию сжигания отходящего газа, образующегося на стадии окисления, в установке для сжигания,
где после сжигания отходящего газа при температуре горения от 450 до 1000°С газ после сжигания охлаждают до 250°С или ниже и время охлаждения от 450 до 250°С в процессе охлаждения не превышает 1 с.
1. A method for producing an aromatic carboxylic acid, comprising: an oxidative stage of oxidation of an alkyl aromatic compound in the presence of a bromine compound to produce an aromatic carboxylic acid and a stage for burning off-gas generated in the oxidation stage in an incinerator,
where after combustion of the exhaust gas at a combustion temperature of from 450 to 1000 ° C, the gas after combustion is cooled to 250 ° C or lower and the cooling time from 450 to 250 ° C during cooling does not exceed 1 s.
2. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1, где время охлаждения от температуры горения до 250°С не превышает 1 с.2. The method of producing aromatic carboxylic acid according to claim 1, where the cooling time from the combustion temperature to 250 ° C does not exceed 1 s. 3. Способ получения ароматической карбоновой. кислоты по п.1 или 2, где газ после сжигания охлаждают теплоаккумулирующим материалом.3. The method of obtaining aromatic carbon. acid according to claim 1 or 2, where the gas after combustion is cooled by heat-accumulating material. 4. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1 или 2, где сжигание проводят в отсутствие катализатора горения.4. The method of producing aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, where the combustion is carried out in the absence of a combustion catalyst. 5. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1 или 2, где установка для сжигания представляет собой регенеративную термическую окислительную установку.5. The method of producing aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, where the installation for combustion is a regenerative thermal oxidative installation. 6. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1 или 2, где концентрация бромосодержащих диоксинов в газе после охлаждения составляет не более 1 нг-ТЭК/м3 в единицах токсического эквивалента.6. The method of producing aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, where the concentration of bromine-containing dioxins in the gas after cooling is not more than 1 ng-TEK / m 3 in units of toxic equivalent. 7. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1 или 2, где проводят стадию окисления в растворителе на основе алифатической карбоновой кислоты, и данный способ включает в себя стадию разделения твердого вещества и жидкости, на которой суспензию, содержащую ароматическую карбоновую кислоту, полученную на стадии окисления, и растворитель, разделяют на твердое вещество и жидкость, получая массу ароматической карбоновой кислоты и маточный раствор, и стадию возвращения маточного раствора, на которой по меньшей мере часть маточного раствора повторно используют на стадии окисления.7. The method for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, wherein the oxidation step is carried out in a solvent based on an aliphatic carboxylic acid, and the method includes the step of separating a solid and a liquid, in which a suspension containing aromatic carboxylic acid obtained in the oxidation stages, and the solvent, are separated into a solid and a liquid, obtaining a mass of aromatic carboxylic acid and a mother liquor, and the stage of returning the mother liquor, in which at least part of the mother the solution is reused in the oxidation step. 8. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.7, где на стадии окисления повторно используют не менее 50% по массе маточного раствора.8. The method of producing aromatic carboxylic acid according to claim 7, where at the oxidation stage, at least 50% by weight of the mother liquor is reused. 9. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1 или 2, где концентрация метилбромида в отходящем газе не превышает 100 млн-1 по объему.9. A process for producing an aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, wherein the concentration of methyl bromide in the effluent gas does not exceed 100 million by volume -1. 10. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1 или 2, где алкилароматическим соединением является п-ксилол.10. The method of producing aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, where the alkyl aromatic compound is p-xylene. 11. Способ получения ароматической карбоновой кислоты по п.1 или 2, где ароматической карбоновой кислотой является терефталевая кислота. 11. The method of producing aromatic carboxylic acid according to claim 1 or 2, where the aromatic carboxylic acid is terephthalic acid.
RU2010121143/04A 2007-10-26 2008-10-22 Method of producing aromatic carboxylic acid RU2467998C2 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-278940 2007-10-26
JP2007278940 2007-10-26
JP2007278939 2007-10-26
JP2007-278939 2007-10-26
PCT/JP2008/069168 WO2009054424A1 (en) 2007-10-26 2008-10-22 Process for producing aromatic carboxylic acid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010121143A RU2010121143A (en) 2011-12-10
RU2467998C2 true RU2467998C2 (en) 2012-11-27

Family

ID=40579528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010121143/04A RU2467998C2 (en) 2007-10-26 2008-10-22 Method of producing aromatic carboxylic acid

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2009120586A (en)
CN (1) CN101821225B (en)
BR (1) BRPI0817817A2 (en)
RU (1) RU2467998C2 (en)
WO (1) WO2009054424A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7418964B2 (en) * 2019-03-28 2024-01-22 三井化学株式会社 Method for producing terephthalic acid
CN110425552B (en) * 2019-08-26 2024-03-15 武汉环投环境科技有限公司 Device for burning low-concentration biogas by explosion-proof entering torch and burning deodorization method thereof
CN112142577B (en) * 2020-09-23 2022-04-29 浙江工业大学 A kind of metal-free catalytic oxidation system, oxygen oxidation method and production method applied to benzoic acid derivatives

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94036005A (en) * 1993-12-22 1996-07-20 Праксайр Текнолоджи Improved method of terephtalic acid production
US5961942A (en) * 1995-06-05 1999-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Effluent gas treatment
EP0824653B1 (en) * 1995-06-05 2000-08-23 E.I. Du Pont De Nemours And Company Effluent gas treatment
JP2002333123A (en) * 2001-05-08 2002-11-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust gas treatment device of combustion apparatus
JP2003014219A (en) * 2001-06-28 2003-01-15 Daiki Aluminium Industry Co Ltd Method and device for removing dioxins in exhaust gas
JP2004257606A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Toray Ind Inc Processing method for reactive flue gas
RU2254324C2 (en) * 2003-07-08 2005-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский и производственный центр "ВНИПИМ-ТОС" Continuous method for preparing highly pure terephthalic acid
JP2007032999A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Kuniya Hayashi Incineration system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000189753A (en) * 1998-12-24 2000-07-11 Mitsui Chemicals Inc Treatment of waste gas from oxidation reaction

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU94036005A (en) * 1993-12-22 1996-07-20 Праксайр Текнолоджи Improved method of terephtalic acid production
US5961942A (en) * 1995-06-05 1999-10-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Effluent gas treatment
EP0824653B1 (en) * 1995-06-05 2000-08-23 E.I. Du Pont De Nemours And Company Effluent gas treatment
JP2002333123A (en) * 2001-05-08 2002-11-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust gas treatment device of combustion apparatus
JP2003014219A (en) * 2001-06-28 2003-01-15 Daiki Aluminium Industry Co Ltd Method and device for removing dioxins in exhaust gas
JP2004257606A (en) * 2003-02-25 2004-09-16 Toray Ind Inc Processing method for reactive flue gas
RU2254324C2 (en) * 2003-07-08 2005-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский и производственный центр "ВНИПИМ-ТОС" Continuous method for preparing highly pure terephthalic acid
JP2007032999A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Kuniya Hayashi Incineration system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009054424A1 (en) 2009-04-30
CN101821225A (en) 2010-09-01
CN101821225B (en) 2014-01-15
JP2009120586A (en) 2009-06-04
RU2010121143A (en) 2011-12-10
BRPI0817817A2 (en) 2015-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2259346C2 (en) Aromatic carboxylic acid production process
AU703997B2 (en) Process for preparing aromatic carboxylic acids with efficient energy recovery
RU2435754C2 (en) Method of recovering energy during production of aromatic carboxylic acids
AU705960B2 (en) Effluent gas treatment
US5004830A (en) Process for oxidation of alkyl aromatic compounds
WO1997027168A1 (en) Production of aromatic carboxylic acids
CN1780806A (en) Method for purifying crude terephthalic acid by adding steam in post-oxidation zone
US5961942A (en) Effluent gas treatment
RU2467998C2 (en) Method of producing aromatic carboxylic acid
EP0013100B1 (en) Recovery of bromine from the effluent gases of a bromine catalysed oxidation process
JP2004257606A (en) Processing method for reactive flue gas
KR20080103983A (en) General purpose oxidation byproduct purge method
WO2004039498A2 (en) Recovery process
KR100860343B1 (en) Eco-friendly and simplified process for preparing aromatic dicarboxylic acid
JP2010248079A (en) Method for producing aromatic carboxylic acid
KR101489522B1 (en) Process for the production of high purity aromatic carboxylic acids using a benzoic acid and water solvent for oxidation and purification
RU2171798C2 (en) METHOD (Versions) AND PLANT FOR PRODUCTION OF AROMATIC CARBOXYLIC ACIDS
KR101278303B1 (en) Environmentally benign method for preparation of terephthalic acid using multi-step oxidation scheme
MXPA97009522A (en) Gas eflue treatment

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171023