[发明专利]一种由PTA氧化残渣制备苯甲醛的系统及方法

说明书

本发明公开了一种由PTA氧化残渣制备苯甲醛的系统及方法。首先用加热釜将PTA氧化残渣加热，然后用氢气作为载气将残渣中的苯甲酸蒸汽带出加热釜，接着氢气和苯甲酸蒸汽在装有金属氧化物的碱性催化剂的固定床反应器发生加氢反应生成苯甲醛。从反应器出来的反应物先经过冷却、闪蒸后，用碱液洗涤、分层，油相物料再经过精馏提纯，得到苯甲醛产品。本发明采用PTA氧化残渣为原料制备苯甲醛，属于废物资源化利用，不仅变废为宝，还减少了废弃物的排放量，具有很高的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于固废处理领域，具体涉及由PTA氧化残渣制备苯甲醛的系统及方法。

背景技术

精对苯二甲酸（PTA）是生产聚酯纤维、树脂和增塑剂的重要化工原料。为了避免副产物在反应系统内累积而影响PTA产品质量，PTA氧化反应器会抽出一部分母液，经除杂处理后又返回反应器。母液在除杂处理过程中排放的固体废物被称PTA氧化残渣，其成分复杂，主要为苯甲酸、对苯二甲酸（TA）和少量的对甲基苯甲酸等芳香羧酸。据估算每生产1吨的PTA会排放15kg的氧化残渣。2018年我国PTA总产能接近5000万吨/年，每年PTA氧化残渣排放量接近75万吨/年。传统的焚烧和掩埋处理不仅浪费了PTA氧化残渣中的有机苯羧酸，还易造成环境污染。

苯甲酸是PTA氧化残渣的主要成分，采用水萃取法、溶剂萃取法、酯化法、蒸馏法等方法从氧化残渣中回收苯甲酸已有专利报道（CN 201010185826.1，CN 201610028406.X，CN201210181596.0，CN 200310103435.0， CN 201510429093.4， CN 200410094082.7）。但是这些方法存在回收的苯甲酸产品纯度低、收率小且会产生大量的废水，另外苯甲酸的市场需求量小，使得从PTA氧化残渣中回收苯甲酸的经济价值小。苯甲醛是一种重要的精细化工产品和反应中间体，广泛应用于医药、染料、香料、农药和树脂添加剂等领域。例如农药上用于制造除草剂野燕枯及拟除虫菊酯类杀虫剂，医药上用于制造安息香、氨苄青霉素、尼卡地平等，染料上用于制造三苯甲烷染料、孔雀绿等。苯甲醛本身可用作香料，还用于合成其他香料及调味料，如肉桂醛、肉桂酸、及其酯类等。苯甲醛还是一种非常重要的溶剂，如用于溶解树脂、油类、某些纤维素醚、醋酸和硝酸纤维素。目前我国苯甲醛的国内总生产能力约为2万吨/年，并以每年7％以上的速度增长，市场形势良好。苯甲酸催化加氢还原生成苯甲醛，该方法合成的苯甲醛不含氯，选择性高，操作简单，三废少，符合环境友好生产的要求。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了由PTA氧化残渣制备苯甲醛的系统及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种由PTA氧化残渣制备苯甲醛的系统，包括依次连接的加热釜、固定床反应器、冷却器、闪蒸罐、碱洗分层器和精馏塔。

利用上述系统由PTA氧化残渣制备苯甲醛的方法，包括以下步骤：

（1）将PTA氧化残渣加入加热釜中并通入氢气，受热气化后的苯甲酸蒸汽与氢气一起进入固定床反应器；

（2）固定床反应器装填有金属氧化物的碱性催化剂，在催化剂的催化作用下苯甲酸发生加氢反应生成苯甲醛；

（3）从固定床反应器出来的物料先经过冷却器冷却，然后送入闪蒸罐；未反应的氢气从闪蒸罐的气相口排出，返回至加热釜的进料口；闪蒸罐的液相口排出的物料送至碱洗分层器；

（4）在碱洗分层器内，碱液与未反应的苯甲酸和可能夹带苯羧酸发生中和反应，然后在碱洗分层器内进行液液分层，碱洗分层器下层主要为含有苯羧酸盐的碱液，从碱洗分层器下方的水相出口排出；上层主要为苯甲醛，从碱洗分层器的油相出口排出，送至后续精馏塔，在精馏塔的汽液传质分离作用下，轻组分从塔顶采出，塔釜得到苯甲醛。