[发明专利]在对苯二酸生产中回收有机酸、催化剂和水

说明书

本发明适用于回收对苯二酸生产过程中所得的有机酸、水和水洗液中其它有价值的成分，并将其再循环应用。

工业级的对苯二酸主要用对二甲苯液相空气氧化法生产。在一个典型过程中，溶剂、空气、对二甲苯和催化剂连续通入氧化反应器，氧化反应在高温下进行。溶剂可用醋酸，催化剂可用一种或多种多价金属如钴或锰。可再生的自由基源用溴。苯二甲酸离开反应器呈淤浆状，送至收集器，收集器在低于反应器的温度和压力下操作，反应物经过离心，洗涤和干燥就得到结晶的对苯二酸。科尔克-奥茨默在化学工业百科全书第17卷（1982）749页中描述了对二甲苯液相空气氧化法生产对苯二酸的典型工艺。对其它苯二酸的生产工艺有相似的步骤，使用相似的原料。

水洗对苯二酸时，水洗液会携带未结晶的对苯二酸，不需要的付产物如甲苯甲酸和苯甲酸以及对苯二酸晶体中的催化剂。对苯二酸生产装置放出大量的洗涤水，环境污染标准禁止将未经处理的水放入天然排水道中，在过去，为将洗涤水中污染环境的组分除去，需将水长时间地保留在生物氧化池中，借微生物的作用减少某些成分使之转化为无害物质。但是，这种处理方法即昂贵又费时。此外，生物氧化池尚不能除去洗涤水中含有的全部组分，所以不可能将水循环使用。

重要的是，以前处理洗涤水的方法不能将水中任何组分回收后再利用。当组分在生物氧化池中处理并除掉时，它们或被细菌毁坏，或沉降在氧化池底，成为无用的淤渣。

因此，在技术上需要一种处理生产对苯二酸产生的洗涤水的先进工艺。新工艺应能除去洗涤水中的组分，使水解放入天然排水道中或，能循环再用于生产对苯二酸。新工艺能将洗涤水中有价值的组分回收并再用于生产对苯二酸则更好。更理想的新工艺在装置中应能把再生过程的再生物质也回收并再用于生产酸的过程。新工艺应有效并经济上合算，更有利于省掉生物氧化池技术所需的大面积场地。本发展满足了这些目的。本发明的其它目的在下文中也是明显的。

本发明是一种处理生产对苯二酸过程中产生的洗涤水的工艺。洗涤水含对苯二酸，金属催化剂和有机酸性付产物。工艺包含下列各步骤：将洗涤水送入过滤介质除去未溶解的固体酸，将过滤的水送入氢离子型的阳离子交换树脂除去金属催化剂，再将水送入阴离子交换树脂除去溶解的对苯二酸和有机酸付产物。处理过的水和某些由洗涤水脱掉的组分经回收并再用于生产对苯二甲酸。描述了本工艺所需的装置，定量的洗涤水被处理后，装置用再生剂再生，再生剂也被回收并再用于生产对苯二酸。

图1是本发明中反应周期的装置及工艺流程。

图2是本发明中再生周期的装置及工艺流程。

依照本发明，图1和图2是处理来自对苯二酸生产工艺中的洗涤水的装置示意图。图1是反应周期，图2是再生周期。洗涤水来自对苯二酸生产过程的水洗周期。洗涤水含未结晶的对苯二酸，金属催化剂和不需要的有机酸付产物。本工艺能有利地处理上述对苯二酸生产过程中的洗涤水，但也能用于任何生产对苯二酸的工艺中，处理含类似的有机酸和催化剂的洗涤水。早期生产对苯二酸的氧化反应所用的催化剂中含多价金属如钴和锰。有机酸付产物含对甲苯甲酸，苯甲酸和其它有机酸。

对苯二酸生产工艺的洗涤水最初温度很高约达300°F。处理洗涤水的设备装有离子交换树脂。在300°F下，树脂会受到破坏而降低处理能力。因此，洗涤水要冷却到不损坏树脂的温度再进入装置。140°F对目前的树脂已足够安全，如树脂能承受更高的温度，洗涤水的温度也可更高。此外，低温妨碍水过系统，所以水在进入装置前不要低于32°F。

在图1中，洗涤水经导管11流入过滤器12。过滤介质13除去洗涤水中不溶解的酸性固体物。砂、无烟煤和石榴石可用做过滤介质，其颗粒度以不溶酸性固体能沉降为宜。砂是一种好的过滤介质，其颗粒直径为0.3-1.0mm，以0.45mm或约40目为佳。

过滤以后，洗涤水经导管14进入阳离子床层15。床层装氢离子型阳离子树脂16，用于除掉催化剂如钴和锰，以免污染后面的阴离子树脂。本发明采用Sybron公司（伯明翰，新泽西）生产的Ionac    C-250强酸性氢离子型树脂。