[發明專利]使用離子交換樹脂回收氧化催化劑的方法

有效

• 申請號: 200880017856.2
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101952039A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 馬爾齊奧·莫納戈杜;盧西亞諾·皮拉斯;喬瓦尼·科科
• 申請（專利權）人: 陶氏意大利公司
• 主分類號: B01J31/40
• 分類號: B01J31/40;C07C51/265
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王旭

相關申請的交叉引用

本申請要求于2007年5月31日提交的美國臨時申請序號60/932,400的權益。

發明領域

本發明涉及一種用于使用一系列離子交換和螯合樹脂回收重金屬和鹵素的方法。

發明背景

芳族羧酸的制備通常通過芳族烴的直接氧化而進行。其中，對苯二甲酸是在包括對苯二甲酸乙二醇酯(PET)在內的許多不同聚合物的制備中使用的一種這樣的羧酸。對苯二甲酸通過用重金屬如Co和Mn以及自由基引發劑如溴催化的對二甲苯的直接氧化而制備。氧化產物隨后結晶并且進行固液分離，從而產生i)包含產物的固體流，ii)要部分再循環到氧化工藝中的母液流，和iii)液流。對液流進行加工以回收溶劑，而在此溶劑回收操作中，存在于液流中的催化劑和自由基引發劑被損失或通過低效率的化學和/或物理方法僅被部分回收。此外，當將低純度原料用于芳族羧酸的制備時，液流必須相對于其它流增加，從而增加了通過液流損失的催化劑和引發劑的價值。

近來進行了嘗試以解決在芳族羧酸的制備過程中的催化劑損失。例如，US?2002/0016500A1、US?3,959,449、US?4,202,797、US?4,162,991和JP10015390A均描述了用于回收催化劑的組分如重金屬和/或鹵素的各種方法。然而，以上提及的現有技術參考文獻描述了需要對在回收重金屬或鹵素的工藝中涉及的流中的一個或多個進行預處理的方法，和/或需要要求使用昂貴的資本設備的額外加工步驟的方法。

已經描述的用于重金屬和鹵素回收的其它嘗試包括離子交換樹脂的使用。例如，US?4,238,294、US?5,880,313和US?5,955,394描述了用于通過使用離子交換樹脂回收重金屬和/或鹵素的方法。然而，這些參考文獻需要廣泛的預處理步驟或其它要求昂貴的資本設備的加工步驟。

不需要額外加工步驟或預處理含有重金屬和鹵素的流的更有效率的方法回收和純化較大量的重金屬和鹵素，將是回收重金屬和鹵素的技術中的一個優點。將重金屬和鹵素的回收最優化的方式利用離子交換樹脂，將是回收重金屬和鹵素的技術中的另一個優點。

發明概述

在第一方面，本發明是用于從化學工藝的液流中移出并回收至少一種重金屬和至少一種鹵素的方法，所述方法包括以下步驟：a)使液流與強堿型陰離子交換樹脂接觸；和b)使來自步驟(a)的排出流與螯合陽離子交換樹脂接觸。回收方法任選地包括通過使陰離子交換樹脂與陰離子交換樹脂再生溶液接觸來再生陰離子交換樹脂以形成回收的重金屬和鹵素的步驟。最優地，本發明的回收方法還包括再生螯合陽離子交換樹脂以形成回收的重金屬和鹵素的步驟。

在第二方面，本發明是用于從化學工藝的液流中移出并回收以下各項的方法：i)選自由Co、Mn和它們的組合組成的組中的至少一種重金屬，和ii)溴，所述用于移出并回收的方法包括以下步驟：a)使液流與鹵化物形式的強堿型陰離子交換樹脂接觸；b)使來自步驟(a)的排出流與螯合陽離子交換樹脂接觸；c)通過使陰離子交換樹脂與包含水和乙酸的陰離子交換樹脂再生溶液接觸來再生步驟a中的陰離子交換樹脂，以形成回收的重金屬和溴；d)通過使螯合陽離子交換樹脂與包含HBr的再生底物(primer)接觸，然后使螯合陽離子交換樹脂與包含水的再生溶液接觸來再生螯合陽離子交換樹脂，從而形成回收的重金屬和溴；e)通過使回收的重金屬和溴與氫氧化物形式的強堿型陰離子交換樹脂接觸來純化回收的重金屬和溴，從而形成純化的重金屬和溴；和f)在化學工藝中使用純化的重金屬和溴。

本發明提供不需要液流的預處理或額外加工步驟的用于回收金屬和鹵素的方法。

附圖簡述

圖1是本發明的回收系統的一個實施方案的示意圖。

圖2是本發明的回收系統的另一個實施方案的示意圖。

發明詳述

本發明是用于回收在化學工藝中使用的催化劑的方法。一方面，所述化學工藝是產生一種或多種含有催化劑的液流的烷基芳族化合物的液相氧化工藝，所述烷基芳族化合物包括但不限于二甲苯和三甲苯。在一個實施方案中，將一種或多種液流從氧化工藝中提取，然后分離，從而產生含有固體的產物流、母液流和液流，其中所述液流包含催化劑、反應溶劑、反應中間體、反應副產物和腐蝕產物。液相氧化工藝的實例包括對苯二甲酸、間苯二甲酸和偏苯三酸的制備。例如，對苯二甲酸的制備包括對二甲苯氧化以形成對苯二甲酸。在液相氧化中使用的且最終在液流中的催化劑包含重金屬和/或鹵素。在許多實施方案中，例如，對苯二甲酸、間苯二甲酸和偏苯三酸工藝中，重金屬包括鈷、錳、鈰、鋯和鉿中的一種或多種；并且鹵素包括溴。