[发明专利]动力回收

说明书

交叉引用的相关申请

本申请要求临时申请No.61/108233(2008年10月24日申请)和GB专利申请No.0808200.0(2008年5月6日申请)的优先权权益。

发明领域

本发明涉及一种从氧化反应所产生的气态流(“废气”)中回收动力的方法，所述氧化反应例如是对二甲苯(PX)氧化成对苯二甲酸(TA)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)或者环己烷氧化成环己酮/环己醇的反应。本发明还涉及一种反应器，其包含动力回收系统。此外，本发明涉及一种通过芳香族羧酸前体的液相氧化来制备芳香族羧酸的方法，由此回收能量。

发明背景

方法，例如对二甲苯(PX)合成氧化成对苯二甲酸(TA)，和破坏性化学方法，例如有机废物的氧化，是在高温和高压进行的。TA的生产例如典型的包括在溶解的重金属催化剂系统(通常带有助催化剂例如溴)存在下，在乙酸中使用分子氧来液相氧化PX供料，如US专利No.2833816所述。通常，乙酸，空气形式的分子氧，对二甲苯和催化剂是连续供给到高温高压氧化反应器中的，典型的温度是大约150℃-大约250℃，压力是大约600kPa-大约2500kPa。

对二甲苯氧化产生了高压气态流(或者“废气”)，其包含氮气，未反应的氧气，二氧化碳，一氧化碳和在使用溴作为助催化剂时还包括甲基溴。另外，因为该反应是放热的，经常使得乙酸溶剂蒸发，来控制反应温度，并且在气态流中除去。这种蒸汽典型的被冷凝，并且大部分冷凝物回流到反应器中，一些冷凝物被抽出来控制反应器的水浓度。没有被冷凝的气态流部分被排出，或者通过催化燃烧单元(CCU)来形成环境可接受的流出物，如公开文献WO96/39595中所公开的那样。催化燃烧器已经被配置到TA设备上，典型的在膨胀机的上游。它们的作用是催化燃烧挥发性有机化合物(VOC)和一氧化碳。

来自反应器的气态流包含了大量的能量。这种能量可以回收来至少部分的抵消氧化反应器中所需的高温和高压所带来的成本。例如WO96/11899和JP8-155265公开了将该高压气态流导入到回收能量的装置例如膨胀机中，其连接到发电机上或者其它需要机械功的装置例如压缩机上。使用膨胀机的动力回收(如WO96/39595所公开的那样)通常是在大约150-750℃，典型的450℃的温度进行的。但是，这里还存在着通过改变制造方法和从该方法回收动力的装置(如API616 Gas Turbines for the Petroleum, Chemical and Gas Industry Services所公开的那样)的构造，来提高使用膨胀机的动力回收的余地。

TA制造方法需要高于300℃的热源来加热到净化设备氢化反应器的供料流。这个任务典型的是使用高压(HP)蒸汽源(100bara，311℃)来实现的。通常，用于此目的HP蒸汽来自公用事业提供商或者是在安装了整装锅炉组件后在所述位置上产生的。

类似的，用于PTA方法的一些动力典型的是由公用事业提供商来提供的。

所以本发明的一个目标是提供一种改进的动力回收系统，其能够减少设备HP蒸汽用量，和提供一种方法，用于从氧化反应的气态流中回收更多的动力以及产生HP蒸汽。

发明内容

根据本发明，已经发现了一种方法，通过将来自氧化反应的气态流加热到更高的温度(例如至少800℃)，并且通过膨胀机(涡轮)回收能量，来提高从氧化反应器的动力回收。在这样的温度，膨胀机提供了比在大约450℃的膨胀机明显提高的动力回收，该提高的动力回收大于抵消加热所述废气的另外的成本。从更高温度的气态流回收的该另外的动力可以用于所述氧化方法的其它地方。本发明可以用这样一种方法来表征，其是一种从产生气态流的氧化反应中回收动力的方法，该反应是在供给有气态氧化剂的连续氧化反应器中进行的，所述方法包含：

(a)将该气态流加热到至少800℃的温度；

(b)将该气态流供给到燃气涡轮机中，该燃气涡轮机包含连接到压缩机的涡轮，其中该压缩机压缩供给到反应器中的气态氧化剂。

附图说明

附图描述了本发明不同的实施方案(构造和模式)的实施例。