[發明專利]粗對苯二甲酸(CTA)殘渣回收及觸媒純化再生系統及方法

無效

• 申請號: 200610138342.5
• 申請日: 2006-11-08
• 公開（公告）號: CN101177394A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 嚴隆財
• 申請（專利權）人: 美琪瑪國際股份有限公司
• 主分類號: C07C63/26
• 分類號: C07C63/26;C07C51/42;B01J37/34;B01J23/75
• 代理公司: 北京天平專利商標代理有限公司
• 代理人: 孫剛;趙海生

技術領域

本發明關于一種粗對苯二甲酸殘渣回收及觸媒純化再生系統及方法，其所屬的技術領域在精對苯二甲酸(PTA)制程中的氧化反應制程中所產生的粗對苯二甲酸(CTA)母液經處理成粗對苯二甲酸(CTA)殘渣后，將其回收并再制成氧化觸媒供循環使用。

背景技術

精對苯二甲酸(Purify?Terephthalic?Acid，PTA)生產方法是以對二甲苯(PX)為原料，經氧化反應制程與氫化(精制)反應制程后，所得純度為99.95％以上的白色粉末。精對苯二甲酸(PTA)為聚酯纖維的主要原料之一，亦可供作聚酯容器(如保特瓶)、工程塑膠及涂料之用。

精對苯二甲酸(PTA)氧化反應制程中，主要是將空氣(Air)吹入氧化反應器中與對二甲苯(PX)、觸媒、醋酸(HAc)混合，此混合液在16.5kg/cm²G的壓力和204℃的溫度下進行氧化反應，以得到粗對苯二甲酸(Crude?TerephthalicAcid，CTA)。而在氧化反應的過程中需要添加含鈷、錳、溴離子的氧化觸媒，并以二價鈷及錳離子為催化劑，溴離子為起始劑。而目前所使用的氧化觸媒主成份為Co、Mn、Br三元素組成，簡稱CMB氧化觸媒。

另，在氫化反應制程中，將粗對苯二甲酸(CTA)打漿后混合，再加入氫氣(H₂)，并在高溫高壓下與鈀(Pd)觸媒反應，將其內所含的4-羧基苯甲酸醛(4-CBA)雜質還原成水溶性的對甲基苯甲酸(p-toluic?acid)，通過離心、水洗、過濾、分離及結晶干燥后，制造成精對苯二甲酸(PTA)。

故在粗對苯二甲酸(CTA)氧化后需再經精制步驟精制為精對苯二甲酸(PTA)，故需先將粗對苯二甲酸(CTA)制程中雜質分離且排出，稱之為粗對苯二甲酸(CTA)殘渣。所排出的粗對苯二甲酸(CTA)殘渣，再經過薄膜蒸發器系統(TFE)將其內部所含的醋酸(HAc)分離回收后，再經過打漿罐(POT)加水降溫排出，所得粗對苯二甲酸(CTA)殘渣里面的鈷、錳離子濃度各0.1～2wt％，而本發明針對粗對苯二甲酸(CTA)殘渣中的重金屬來作取出回收。

相關的先前技術如美國專利3,341,470以焚化法收集觸媒，及美國專利6,001,763以電或電漿的電弧或電炬制成觸媒金屬粉等，皆為耗能的制程；且因對苯二甲酸制程是在高溫及酸性下反應，導致反應器材質所污染的合金金屬(Fe、Ni、Zn、Cr、Cu、Pb等)，無法分離。

而目前所有觸媒回收方法皆使用化學法，為所排出的觸媒與雜質離子無法分離的回收方法，如在氧化反應制程中使用傳統回收方法所回收的觸媒，將造成循環中的雜質累積，有待改善。

發明內容

有鑒于先前技術的問題，本發明提供了一種粗對苯二甲酸(CTA)殘渣回收及觸媒純化再生系統及方法，應用于精對苯二甲酸(PTA)制造的氧化制程中產生的粗對苯二甲酸(CTA)殘渣予以回收并純化再生成氧化觸媒循環使用，其主要包括了粗對苯二甲酸(CTA)殘渣回收系統及觸媒純化再生系統。其中粗對苯二甲酸(CTA)殘渣回收系統，將粗對苯二甲酸殘渣予以處理金屬鹽收集后，送至觸媒純化再生系統，先經鈷純化再生系統將鈷金屬以電解還原后，再經氧化觸媒生產系統制成氧化觸媒，于精對苯二甲酸(PTA)氧化反應制程中循環使用。

本發明提供的粗對苯二甲酸殘渣回收系統及方法，先以水為媒介，將粗對苯二甲酸殘渣內的有機物與金屬離子先分離，再分別對有機物及金屬做去雜質及純化處理。

本發明所提供的粗對苯二甲酸殘渣回收方法其步驟包括：

水洗粗對苯二甲酸(CTA)殘渣：將粗對苯二甲酸殘渣加入水攪拌，使精對苯二甲酸(PTA)氧化制程中所排出來的觸媒分散于水相；

第一過濾分離：將溶于水相中觸媒與固相有機物分離；

沉淀：對溶于水相中觸媒加入無機堿當作沉淀劑，以收集水相中金屬離子，使水相中金屬離子濃度降至可排放標準，并產生金屬鹽；及

第二過濾分離：將金屬鹽過濾收集，再送至觸媒純化再生系統回收。

本發明所提供的系統及方法，省去焚化爐作業程序，可避免由于焚化后所行成粉塵易造成污染；且本發明處理方法產生為碳酸鹽或氫氧化物等，為固態餅狀物易于收集。

本發明中水洗加水量大約為有機物總重5～12倍，視各類制程所排出比例而定。其回收率可控制在90％以上。