[發明專利]一種氧化段鈷錳催化劑回收利用裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210109610.6
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102626646A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 劉喜才
• 申請（專利權）人: 大連華氏流體設備有限公司
• 主分類號: B01J27/138
• 分類號: B01J27/138;B01J27/32;C07C63/26;C07C51/265
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 高文成

技術領域

本發明涉及一種PTA氧化段殘渣的回收利用技術，主要是一種從PTA氧化殘渣中回收鈷錳催化劑的氧化段鈷錳催化劑回收利用裝置及其方法。

背景技術

目前，PTA的生產主要包括氧化段和精制段兩個階段。第一階段為氧化段，以PX(對二甲苯)為原料，乙酸為溶劑，鈷錳醋酸鹽為催化劑，溴化氫為促進劑，空氣為氧化劑，充分混合后，高溫氧化生成TA(對苯二甲酸)，氧化反應器出來的漿料經結晶器冷卻后析出大量TA顆粒，通過固液分離操作將TA顆粒與母液分離。第二階段為精制段，TA顆粒進入加氫精制段制得PTA(精對苯二甲酸)。PTA氧化過程中，需連續取出一部分母液進行再生，以降低母液中氧化副產物對產品質量的影響，母液經過濾、蒸餾、精餾等多項操作后，溶劑乙酸返回氧化單元繼續使用，催化劑隨氧化殘渣與工藝水混合打漿后送入污水處理系統，鈷錳催化劑沒有得到有效回收，隨殘渣排放，從而造成能源消耗及重金屬污染。

國內外對于氧化段鈷錳催化劑的回收提出了多種方法，中國專利CN101417943B公開了一種高效回收利用PTA裝置精制母液的簡易方法，其主要步驟為：(1)采用熱交換方法對精制母液進行降溫；(2)采用超濾方法處理降溫后的精制母液，超濾濃縮液回用于氧化單元；(3)對超濾濾出液進行離子交換處理，先選擇吸附濾出液中的Co、Mn離子，將Co、Mn脫吸液回用做催化劑，再吸附其它金屬離子；(4)經離子交換處理后的液體作為步驟(1)的吸熱介質同精制母液進行熱交換，換熱后這些液體大部分送干燥劑噴淋塔，根據干燥機噴淋塔的噴淋需求量和精制單元的物料平衡，多余部分排放，干燥劑噴淋塔噴淋后的液體回用于精制系統。該專利大幅度簡化了處理工藝，降低了系統的復雜程度，取消了現有技術下的反滲透等高耗能步驟，但由于采用了離子交換的形式，因此需要消耗大量鹽酸洗脫液，使處理過程產生酸性水，對下游設備防腐要求較高，增加了生產和維護成本。

美國專利US7285677B1提供了一種回收PTA氧化殘渣和催化劑再生的工藝和方法，主要包括以下步驟：氧化殘渣經脫鹽水打漿后除去其中的有機固體物，催化劑溶解在水中，采用無機堿中和沉淀鈷錳離子，通過固液分離，提取鈷錳碳酸鹽；鈷錳碳酸鹽通過酸溶解、中和、沉降、樹脂處理，金屬萃取和電解操作，使催化劑得以再生回用。該專利方法得到的催化劑回收利用率高，整個過程無新污染物產生。但整個處理工藝復雜，特別采用電解操作，因此電力消耗大，投資大，運行成本高。

中國專利CN1562483A提供了一種回收醋酸鈷、醋酸錳催化劑的新工藝，其主要步驟為：先不進行固液分離，加入稀氨水調節pH值使鐵離子轉化為氫氧化鐵沉淀。殘渣或液體經冷卻后進入螺旋沉降離心機和沉降罐分離有機固體、氫氧化鐵沉淀與含鈷錳催化劑離子的溶液，鈷錳離子通過陽離子交換樹脂吸附，用含醋酸銨的脫吸液使鈷錳離子解吸附后返回生產裝置調和使用。該專利方法能有效去除回收催化劑中的雜質，達到新鮮催化劑的水平。但該工藝引入醋酸銨洗脫液，增加了生產成本；采用螺旋沉降離心機進行一級固液分離，固相含濕量較高，洗滌效果不好，采用沉降罐進行二級重力分離，占地面積大，分離效率低。

發明內容

為了避免上述技術中存在的缺點和不足之處，本發明的目的是要設計一種PTA氧化段鈷錳催化劑回收利用的裝置和方法，既保證催化劑有效回收利用率，又可縮短工藝流程，特別是取消離子交換、電解等處理技術，減少酸性廢水和其它洗脫液的產生，提高固相分離效率，降低設備投資和運行成本。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種PTA氧化段鈷錳催化劑回收利用的裝置，包括冷卻分離系統、配堿系統、腐蝕金屬沉淀過濾系統、催化劑沉淀過濾系統、催化劑再生系統、氣體處理系統；

所述的冷卻分離系統包括冷凍機、冷凍水罐、換熱器、漿罐和壓濾機；所述的漿罐內設有攪拌器；所述的冷凍水罐的出口經泵連接冷凍機的入口；所述的冷凍機的出口連接換熱器中吸熱介質的入口；所述的換熱器中吸熱介質的出口連接冷凍水罐的入口；所述的漿罐的入口連接換熱器中放熱介質的出口；所述的漿罐的出口經泵連接壓濾機的入口；

所述的配堿系統包括堿溶解罐和堿液稀釋罐；所述的堿溶解罐和堿液稀釋罐內均設有攪拌器；所述的堿溶解罐的出口連接堿液稀釋罐的入口；所述的堿液稀釋罐的出口經泵后分別連接中間罐的堿液入口管道和Co/Mn沉淀罐的堿液入口管道；