СПОСОБ ВОЗВРАТА ЭНЕРГИИ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА АРОМАТИЧЕСКИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

1. Способ утилизации энергии при получении ароматических карбоновых кислот жидкофазным окислением ароматических углеводородов, при котором в верхней части реактора образуется пар, содержащий растворитель реакции, и воду, и способ включает стадии:
a) высокоэффективное разделение пара из верхней части реактора с образованием по меньшей мере газового потока высокого давления, содержащего воду и органические примеси;
b) утилизацию тепла газового потока высокого давления путем теплообмена с подходящим теплопоглотителем, при котором образуется конденсат, содержащий примерно 20-60 мас.% воды, присутствующей в газовом потоке высокого давления, и отходящий газ высокого давления; и
c) утилизацию энергии отходящего газа высокого давления в виде работы.
2. Способ по п.1, включающий дополнительно стадию окисления по меньшей мере части органических примесей путем термического окисления отходящего газа высокого давления до утилизации энергии отходящего газа высокого давления в виде работы.
3. Способ по п.1, в котором стадия утилизации энергии отходящего газа высокого давления в виде работы включает подачу по меньшей мере части отходящего газа высокого давления в детандер.
4. Способ получения ароматической карбоновой кислоты, включающий стадии:
1
8
а) окисления ароматического углеводорода газообразным окислителем в зоне реакции, включающей по меньшей мере один реакционный сосуд, с образованием ароматической карбоновой кислоты в растворителе реакции - монокарбоновой кислоте C-C в присутствии катализатора, содержащего по меньшей мере один тяжелый металл с атомной массой в интервале примерно 23-178 и галогенный промотор, в условиях жидкой фазы при температурах в интервале примерно 120-250°С с образованием ароматической карбоновой кислоты и пара в верхней части реактора, содержащего пары воды и растворителя;
b) высокоэффективного разделения по меньшей мере части пара из верхней части реактора с образованием потока кубовой жидкости, содержащей по меньшей мере 95 мас.% растворителя из верхней части реактора, и газового потока высокого давления, содержащего по меньшей мере 50 мас.% воды из отведенной части пара верхней части реактора;
c) утилизации энергии в виде тепла путем теплообмена газового потока высокого давления с подходящим теплопоглотителем с образованием конденсата, содержащего примерно 20-60 мас.% воды в газовом потоке высокого давления, и отходящего газа высокого давления; и
d) утилизации энергии отходящего газа высокого давления в виде работы.
5. Способ по п.4, включающий дополнительно стадию возврата по меньшей мере части потока кубовой жидкости в зону реакции.
6. Способ по п.4, в котором стадия утилизации энергии отходящего газа высокого давления в виде работы включает подачу в детандер по меньшей мере части отходящего газа высокого давления.
1
8
7. Способ по п.4, в котором растворитель - монокарбоновая кислота C-C является уксусной кислотой.
8. Способ по п.4, в котором по меньшей мере один подходящий тяжелый металл включает кобальт и один или более других металлов, выбранных из группы, состоящей из марганца, церия, циркония и гафтния.
9. Способ по п.8, в котором по меньшей мере один подходящий тяжелый металл присутствует в количестве от примерно 100 до примерно 6000 м.д. по массе.
10. Способ по п.8, в котором галогенным промотором является бром.
2
4
11. Способ по п.10, в котором бромный промотор включает одно или более соединений брома, выбранных из группы, состоящей из Br, HBr, NaBr, KBr, NHBr, бензилбромида, бромуксусной кислоты, дибромуксусной кислоты, тетрабромэтана, этилендибромида, бромацетилбромида, бромантрацена и дибромантрацена.
12. Способ по п.10, в котором стадия утилизации энергии отходящего газа высокого давления в виде работы включает подачу по меньшей мере части отходящего газа высокого давления в детандер.
2
13. Способ по п.4, в котором окисление проводят при давлении в интервале примерно 5-40 кг/см.
14. Способ по п.13, в котором ароматическая карбоновая кислота является терефталевой кислотой.
15. Способ по п.14, в котором ароматический углеводород представляет собой пара-ксилол.
16. Устройство для утилизации энергии пара из верхней части реактора, образовавшегося при получении ароматической карбоновой кислоты жидкофазным окислением ароматического углеводорода, которое включает в себя:
a) реакционный сосуд с отверстием для удаления пара из верхней части реактора;
b) аппарат для высокоэффективного разделения, связанный с реакционным сосудом, имеющий по меньшей мере один вход для приема пара реакции из верхней части реакционного сосуда, по меньшей мере один вход для приема жидкости противотоком с паром из верхней части реактора, по меньшей мере один выход жидкости для отвода жидкости и по меньшей мере один выход газа для отвода газового потока высокого давления;
c) конденсатор, связанный с аппаратом высокоэффективного разделения, который адаптирован для утилизации энергии газового потока высокого давления из верхней части реактора путем неполной конденсации по меньшей мере части газового потока высокого давления из верхней части реактора и теплообмена с теплопоглотителем; и
d) детандер, связанный с конденсатором, имеющий по меньшей мере один вход для приема отходящего газа, содержащего воду, и по меньшей мере один выход для отвода газа при более низком давлении, чем давление отходящего газа.
17. Устройство по п.16, в котором аппарат высокоэффективного разделения представляет собой одну или более высокоэффективных дистилляционных колонн.
18. Устройство по п.17, в котором конденсатор приспособлен для конденсации примерно 20-60 мас.% воды, содержащейся в газовом потоке высокого давления.
19. Устройство по п.16, включающее дополнительно установку термического окисления, связанную с конденсатром и детандером.
20. Устройство по п.16, в котором конденсатор приспособлен для возврата конденсированного потока из конденсатора в аппарат высокоэффективного разделения.