技术领域
本发明属于化工中芳香羧酸的生产技术,涉及一种对苯二甲酸的 分离提纯方法。
背景技术
由对二甲苯空气氧化制取精对苯二甲酸(以下简称PTA)过程中, 必然有一定浓度的氧化中间物和微量有色体存在于氧化液中,不断生 成的粗对苯二甲酸(TA)与对羧基苯甲醛(4-CBA)中间物形成共结 晶,作为杂质,被带入粗对苯二甲酸(TA)中,为清除这些杂质,现 有技术精制工艺主流程经过高温加氢、结晶、分离、母固回收和干燥 单元,在分离单元,常用两级分离技术,第一级都为压力离心分离, 浆料从结晶器出来进入压力离心机,温度在150℃左右,压力在 0.4Mpa左右,进行压力离心分离,浆料中的主要杂质对甲基苯甲酸 (PT酸)等随母液进入母固系统,滤饼进入再打浆罐进行第二级分 离;第二级分离技术有所不同,有真空过滤分离,也有常压离心分离, 得到的滤饼进入干燥机。两级分离技术虽然是一个比较成熟的工艺, 但此单元中的设备仪表较多,投资大,占地面积多,且设备的故障率 较高,维修费用较高。
为解决上述问题,采用带压连续过滤技术的一级分离工艺,取代 传统的压力离心机与真空过滤机(或常压离心分离)的二级分离工艺。 这是一种新的PTA浆料分离的工艺技术。
专利00817911.5公开了一种高压旋转式过滤器连续过滤分离PTA 技术,分离后的PTA从收集区传送到卸压区,收集区与卸压区之间设 阀门,卸压区与干燥器之间又设一阀门,两个阀门间歇操作将物料排 出,该下料方法因是间歇操作使得生产负荷低,影响装置的生产能力。
发明内容
本发明的目的是提出一种对苯二甲酸的分离提纯方法,经过过 滤、一次干燥、洗涤、二次干燥、反吹和连续下料系统下料,从对苯 二甲酸浆液中连续回收提纯的对苯二甲酸固体。
本发明包括以下步骤:
a、压滤:浆液首先进入转鼓式压力过滤机(9)的过滤区(17), 将调压用的气体导入转鼓式压力过滤机,对浆液侧进行调压,使 浆液侧维持120~170℃,0.1~0.7MPa的表压压力,保证转鼓 内外有0.01~0.1MPa的压差,由于压差的作用,在过滤区(17) 形成湿滤饼;
b、一次干燥:随着转鼓的转动,湿滤饼从过滤区(17)转入一 次干燥区(18),在转鼓内外压差的作用下,抽去滤液,形成干 滤饼;
c、洗涤:干滤饼随转鼓的转动进入洗涤区(19),用工艺水洗涤 除去滤饼中的杂质,形成湿滤饼;
d、二次干燥:湿滤饼随转鼓的转动进入二次干燥区(20),在转 鼓内外压差的的作用下,将滤饼抽干;
e、反吹:在反吹区利用气体或蒸汽由内向外将滤饼剥离;
f、下料:从反吹区剥离的滤饼通过连续下料系统送入干燥机干 燥,得到合格的产品。
所述的调压用气体指不活泼气体包括惰性气体、氮气,预热温度 到120~170℃,所述的连续下料系统采用连续运转的下料旋转 阀,能承受0.01~1.0Mpa的压差。
更具体的步骤如下:
含有杂质的对苯二甲酸液体淤浆进入转鼓式压力过滤机进料罐, 通过进料泵送入转鼓式压力过滤机,经过滤、一次干燥、洗涤、二次 干燥过程后,形成滤饼,由气体或蒸汽反吹剥离滤饼进入连续运转的 下料系统,再经过干燥机进料螺旋进入干燥机干燥得到精对苯二酸 (PTA)产品。
转鼓式压力过滤机转鼓的转速可根据负荷进行调整。淤浆首先进 入过滤区(17),将调压用的经过预热的气体导入转鼓式压力过滤机, 对浆液侧进行调压,使浆液侧维持120~170℃,0.1~0.7MPa的表 压压力,转鼓的外层是滤布,转鼓内压力通过调节气液分离罐(13) 的压力,以保证转鼓内外有0.01~0.1MPa的压差。转鼓式压力过滤 机转鼓部分沉浸于过滤区(17)中,由于压差的作用,滤饼吸附在滤 布上,母液透过滤布进入转鼓内部,由母液管将其引入气液分离罐 (13)。随着转鼓的转动,沉浸于浆料中的转鼓移出过滤区,湿滤饼 在滤布上形成。
初次形成的湿滤饼含有很多杂质,随转鼓进入一次干燥区(18) 干燥,在转鼓内外压差的作用下抽去滤液,形成干滤饼。
干滤饼然后进入洗涤区(19),用经过预热的水(120~170℃)喷 淋在滤饼上,洗出滤饼中的杂质。当这股洗涤液透过滤布后进入循环 溶剂罐。洗涤水温度与过滤温度相同
洗涤过的滤饼随转鼓进入二次干燥区(20),在转鼓内外压差的 作用下抽干洗涤水。干燥后的滤饼随转鼓转动进入反吹区(21),在 反吹区利用气体由内向外将滤饼剥离,滤饼通过连续下料系统连续下 料,送入干燥机干燥。
连续下料系统采用连续运转的下料旋转阀,既能保证其进料段压 力维持在0.01~1.0MPa表压,出料段的压力为常压,又能保证下料 的连续性。
转鼓式压力过滤机转鼓转速慢,在过滤过程中不破坏结晶粒度, 得到的产品粒度分布好,其中小于40um要比二级分离少10%。由于 本过滤工艺不损坏对苯二酸(TA)结晶晶体,因此在经过转鼓式压力 过滤机后物料粒度比离心机中物料粒度大,有利于物料分离。
转鼓式压力过滤机有可调的洗涤区,且在高温下使用热水,一般 在120~170℃洗涤,洗涤面积达到整个过滤面积的20%-35%。因此其 洗涤分离效果优于真空过滤和常压离心分离工艺,能较好地除去物料 中的特征杂质对甲基苯甲酸(PT酸)等杂质,得到的产品中对甲基 苯甲酸(PT酸)比二级分离要低5%-10%。
转鼓式压力过滤机干燥区域大,占整个过滤面积四分之一多。干 燥时间长,除湿效果好,其下料含湿量比真空过滤和常压离心分离工 艺要低15%-20%。且转速随生产负荷可调,操作弹性大。
本方法利用旋转阀连续下料,生产负荷可得到较大提高。
下面结合附图具体阐述本发明
附图说明
图1转鼓式压力过滤机外形图1、传动装置;2、支承及密封组件; 3、空心轴组件;
图2转鼓式压力过滤机A-A剖视图4、筒体组件;5、转鼓组件; 6、反吹系统组件
图3PTA压力过滤工艺流程图7、进料缓冲罐;8、进料泵;9、 转鼓式压力过滤机;10、下料旋转阀;11、干燥机进料螺旋; 12、干燥机;13、气体分离罐;
图4转鼓式压力过滤机分区图14、壳体;15、转鼓;16、集液 槽;17、过滤区;18、一次干燥区;19、洗涤区;20、二 次干燥区;21、反吹区
从结晶器出来的浆料进入转鼓式压力过滤机进料缓冲罐(7),然 后物料通过转鼓式压力过滤机进料泵(8)泵入转鼓式压力过滤机(9), 在转鼓式压力过滤机中浆料经过过滤区(17)、一次干燥区(18)、洗 涤区(19)、二次干燥区(20)后形成滤饼,再在反吹区(21)通过 反吹气剥离,最后滤饼通过连续运转的下料旋转阀(10)进入干燥机 进料螺旋(11),最后送入干燥机(12),获得合格的精对苯二甲酸(PTA) 产品。压力过滤中形成的母液进入气体分离罐(13)后再进入母固回 收系统,洗涤液进入系统循环溶剂罐。
在转鼓式压力过滤机壳体内部引入调压气体,维持壳体一定压 力,转鼓(15)的下部浸入集液槽(16)的浆料中,构成过滤区(17), 在转鼓内外压差的作用下,浆料吸附在滤布上,随着转鼓的转动,滤 饼进入转鼓(15)的左侧一次干燥区(18),过滤区(17)和一次干 燥区(18)内侧形成压滤滤液,进入气液分离罐(13);转鼓(15) 的上部设置有洗涤滤饼用的洗涤区(19),其右侧方是二次干燥区 (20),洗涤区(19)和二次干燥区(20)中形成的洗液汇集后进入 循环溶剂罐,转鼓(15)的右下部设置有用于剥离滤饼的反吹区(21), 将剥离下来的滤饼送入连续运转的下料系统。
研究发现,由于进入转鼓式压力过滤机的浆料带有一定压力,被 引入的调压气体只要稍加压力即可满足工艺要求,而无需气体压缩机 加压,省去了压缩机投资。进一步研究发现,通过调节调压气体管线 上的调节阀开度可维持转鼓式压力过滤机内外0.01~0.1Mpa的压 差,这样过滤介质的两侧的压差就产生了过滤的推动力,省去滤液槽 和用于抽滤的泵。
与发明89104629相比,浆液温度要高10℃以上,高的温度有利 于杂质PT酸的溶解,让尽量多的PT酸留在母液中,而不随固体走, 有利于产品质量的提高。PT酸是精对苯二甲酸产品主要杂质,行业 规定要求≤150ppm。
具体实施方式
以下结合实施例进行说明:
实施例1
从PTA精制单元结晶器出来的对苯二甲酸浆料,温度为120℃, 对苯二甲酸浓度为40%,进入转鼓式压力过滤机进行分离,转鼓外侧 压力为0.1MPa,转鼓内外过滤压差为0.01MPa,经过滤、一次干燥、 洗涤、二次干燥、反吹、连续下料,浆料中的杂质随母液进入母液固 体回收系统,滤饼经过压差为0.01MPa下料旋转阀连续进入干燥机 进料螺旋,滤饼的含湿量为10%。产品中PT酸的含量为110mg/kgPTA, 平均粒径在118um,产品质量明显优于传统的二级分离的产品质量。
实施例2
从PTA精制单元结晶器出来的对苯二甲酸浆料,温度为160℃, 对苯二甲酸浓度为40%,进入转鼓式压力过滤机进行分离,转鼓外侧 压力为0.7MPa,转鼓内外过滤压差为0.05MPa,经过滤、一次干燥、 洗涤、二次干燥、反吹、连续下料,浆料中的杂质随母液进入母液固 体回收系统,滤饼经过压差为0.5MPa操作的下料旋转阀连续进入干 燥机,滤饼的含湿量为8%。产品中PT酸的含量为100mg/kgPTA,平 均粒径在120um,产品质量明显优于传统的二级分离的产品质量。
实施例3
从PTA精制单元结晶器出来的对苯二甲酸浆料,温度为170℃, 对苯二甲酸浓度为40%,进入转鼓式压力过滤机进行分离,转鼓外侧 压力为0.4MPa,转鼓内外过滤压差为0.1MPa,经过滤、一次干燥、 洗涤、二次干燥、反吹、下料,浆料中的杂质随母液进入母液固体回 收系统,滤饼经过压差为1.0Mpa操作的下料旋转阀连续进入干燥机, 滤饼的含湿量为7%。产品中PT酸的含量为95mg/kgPTA,平均粒径在 116um,产品质量明显优于传统的二级分离的产品质量。