MX2007011186A

MX2007011186A - Recuperacion mejorada de energia durante la produccion de acidos carboxilicos aromaticos.

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Publication number: MX2007011186A
Application number: MX2007011186A
Authority: MX
Inventors: Thomas M Bartos
Original assignee: Bp Corp North America Inc
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-10-03
Also published as: BRPI0608504A2; CN101146758B; MX2007011184A; KR101432517B1; KR20080011378A; BRPI0609328A2; CN101146756B; DE602006008284D1; US20080194865A1; KR101327679B1; ES2328402T3; RU2007138833A; ATE477230T1; KR20070113312A; CA2601941C; RU2007134060A; ZA200707537B; PT1866273E; KR101314005B1; CN101146756A

Abstract

La energia es recuperada durante la produccion de acidos carboxilicos aromaticos por oxidacion de fase liquida de hidrocarburos aromaticos al realizar una separacion de alta eficiencia en el vapor superior de reactor para formar una corriente superior gaseosa de alta presion que comprende agua e impurezas organicas; recuperar energia termica de la corriente superior gaseosa de alta presion por intercambio de calor con un material de disipacion de calor apropiado de manera que un condensado que comprende desde aproximadamente 20% en peso hasta aproximadamente 60% en peso del agua presente en la corriente superior gaseosa de alta presion es formado y un gas residual de alta presion es formado; y recuperar energia en la forma de trabajo del gas residual de alta presion. Preferiblemente tal trabajo es recuperado con el uso de un medio isentropico para la recuperacion de energia, por ejemplo un expansor. Tambien se proporcional el aparato para tal proceso.

Description

RECUPERACIÓN MEJORADA DE ENERGÍA DURANTE LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDOS CARBOXILICOS AROMÁTICOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención está relacionada con la recuperación de energía durante la producción de ácidos carboxílicos aromáticos. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los ácidos carboxílicos aromáticos tal como los ácidos benzoico, ftálico, tereftálico, isotáflico, trimelítico, trimésico y de naftaleno dicarboxílico son intermediarios importantes para muchos productos químicos y polímeros. Los ácidos carboxílicos pueden ser producidos por oxidación de la fase líquida de una materia prima de hidrocarburo aromático apropiado. Por ejemplo, la Patente Norteamericana No. 2,833,816, incorporada aquí como referencia, describe la oxidación de fase líquida de isómeros de xileno en ácidos de benceno dicarboxílicos correspondientes en la presencia de bromo con el uso de un catalizador que tiene componentes de cobalto y manganeso. Como un ejemplo adicional, la Patente Norteamericana No. 5,103,933, incorporada aquí como referencia, describe que la oxidación de fase líquida de dimetilnaftálenos a ácidos de naftaleno dicarboxílicos también puede ser conseguida en la presencia de bromo y de un catalizador que tiene componentes de cobalto y manganeso. Típicamente, los ácidos carboxílicos aromáticos son Ref.: 185770 purificados en un proceso subsecuente que incluye poner en contacto ácido carboxílico aromático crudo con un catalizador e hidrógeno en un ambiente reductor de acuerdo a lo descrito, ,por ejemplo, en las Patentes Norteamericanas No. 3,584,039; No. 4,892,972 y No. 5,362,908. La oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos a ácido carboxílico aromático es conducida con el uso de una mezcla de reacción que comprende hidrocarburos aromáticos y un solvente. Típicamente, el solvente comprende un ácido monocarboxílico Cx-Cs, por ejemplo ácido acético o ácido benzoico, o mezclas de los mismos con agua. De acuerdo a como se utiliza aquí, "hidrocarburo aromático" significa una molécula compuesta de átomos de carbono y átomos de hidrógeno, y que tienen uno o más anillos aromáticos, por -ejemplo un anillo benceno o naftaleno. Para propósitos de 'está solicitud, "hidrocarburo aromático" incluye las moléculas que tienen uno o más heteroátomos tal como átomos de oxígeno o nitrógeno. Los hidrocarburos aromáticos apropiados para oxidación de fase líquida para producir ácido carboxílico aromático generalmente comprende un hidrocarburo aromático que tiene por lo menos un grupo substituyente que se puede oxidizar a un grupo ácido carboxílico por ejemplo hidrocarburos aromáticos de alquilo tal como bencenos de dimetilo y naftálenos de dimetilo. De acuerdo a como se utiliza aquí, "ácido carboxílico aromático" significa un hidrocarburo aromático con por lo menos un grupo ácido carboxílico . Un catalizador también está presente en la mezcla de reacción de oxidación. Típicamente, el catalizador comprende un promotor, por ejemplo bromo, y por lo menos un componte de metal pesado apropiado. Los metales pesados apropiados incluyen metales pesados con peso atómico en el intervalo de aproximadamente 23 hasta aproximadamente 178. Los ejemplos incluyen al cobalto, manganeso, vanadio, molibdeno, cromo, hierro, níquel, circonio, cerio o un metal lantánido tal como hafnio. Las formas apropiadas de estos metales incluyen por ejemplo, acetatos, hidróxidos, y carbonatos . Una fuente de oxígeno molecular también es introducida dentro del reactor. Típicamente, gas de oxígeno es utilizado como una fuente de oxígeno molecular y es mezclado por burbujeo o mezclado de otra forma dentro de la mezcla de reacción de fase líquida. El aire generalmente es utilizado para suministrar el oxígeno. El proceso de purificación subsecuente típicamente incluye poner en contacto una solución del producto ácido 'carboxílico aromático crudo de la oxidación con hidrógeno y un catalizador bajo condiciones reductoras. El catalizador utilizado para tal purificación comprende uno o más metales de hidrogenación activos tal como rutenio, rodio, paladio, o platino, en un soporte apropiado, por ejemplo, carbono o titania. Muchas modificaciones y mejoras han sido realizadas al proceso de oxidación de fase líquida, por ejemplo: la Patente Norteamericana No. 6,194,607 por Jhung et al. describe la adición de un metal álcali o un metal alcalino terreo a la mezcla de reacción en la oxidación de isómeros de xileno a ácidos de benceno dicarboxílico; La Patente Norteamericana 5112,992 por Belmonte et al. describe la adición de hafnio a catalizadores de oxidación; la Patente Norteamericana No. 5,081,290 por Partenheimer et al. describe la manipulación de la concentración de acetato para controlar el índice de oxidación. La reacción de oxidación en la oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos es una reacción exotérmica. El 'calor de reacción frecuentemente es extraído por la .ebullición de la mezcla de reacción líquida. Como resultado se forma una fase de vapor sobre el cuerpo líquido dentro de un recipiente de reacción. Tal fase de vapor típicamente contiene una cantidad significativa de solvente de reacción. Los gases de la parte superior comúnmente son extraídos del recipiente de reacción para controlar la reacción exotérmica pero tal extracción representa una pérdida significativa de solvente. La pérdida significativa de solvente sería indeseable y la recuperación de solvente de la fase de vapor es conveniente. Los gases de la parte superior extraídos pueden ser por lo menos condensados y reciclados parcialmente hacia el recipiente de reacción en la forma de condensados o utilizados en otra parte del proceso, en los pasos de proceso corriente abajo u operaciones integradas. Los gases superiores extraídos de la reacción de oxidación se encuentran típicamente en alta presión y contienen una cantidad considerable de energía. La recuperación de energía a partir del gas superior de reacción de oxidación reduce significativamente la demanda de energía total del proceso de producción de ácido carboxílico aromático. La importancia de tal recuperación de energía continua creciendo conforme la demanda de energía global crece y conforme crece la demanda por ácidos carboxílicos aromáticos particulares. Las crecientes restricciones ¡regulatorias y ambientales en muchos de los métodos de producción de energía además incrementan la importancia por recuperar energía del proceso. Se han realizado esfuerzos por recuperar la energía de los gases superiores de alta presión al condensar tal corriente e intercambiar el calor recuperado para producir un vapor de presión moderada. En tales operaciones de condensación, toda o sustancialmente la totalidad del agua en la corriente gaseosa que entra al condensador es condensada a una forma líquida. Las Patentes Norteamericanas 5,723,656 y 5,612,007 por Abrams, incorporadas aquí como referencia, describen, en parte, un proceso de oxidación de fase líquida en donde el gas superior de oxidación es dirigido hacia un aparato de separación de alta eficiencia, de alta presión para extraer por lo menos 95% del solvente del gas superior de oxidación y formar una corriente gaseosa superior de alta presión la cual es dirigida hacia un medio de recuperación de energía . La patente Norteamericana 6,504,051 por Miller et al; incorporada aquí como referencia, describe, en parte, un proceso de oxidación de fase líquida con recuperación de energía del gas residual al igual que en Abrams en donde el gas superior de oxidación es dirigido hacia una columna de extracción de agua de la cual se obtiene una corriente de vapor superior que comprende un gas residual de oxígeno ¡agotado, agua y cantidades menores de solventes y productos secundarios de reacción. Miller et al. describe la separación de la corriente de vapor superior en una primera porción la ,cual puede ser dirigida hacia un dispositivo de recuperación de energía y una segunda porción la cual es dirigida hacia un condensador desde el cual los componentes condensables son regresados hacia la columna de extracción de agua y el gas restante puede ser dirigido hacia un dispositivo de recuperación de energía. Los esquemas de recuperación de energía descritos por Abrams y por Miller et al. pueden recuperar una porción significativa de la energía disponible en la corriente superior gaseosa de alta presión. Sin embargo, una cantidad significativa de la energía disponible en la corriente superior gaseosa de alta presión permanece sin aprovecharse. Los intentos anterior para recuperar energía al condensar toda o una porción de la corriente superior gaseosa de alta presión han empleado una condensación completa. Otros intentos han dependido de la expansión de una corriente sin condensar o del gas no condensable de una corriente condensada completamente para recuperar energía. Conforme la demanda de energía se incrementa globalmente, se incrementa la demanda por cierto ácido carboxílico aromático, y las restricciones regulatorias y ambientales sobre métodos de .producción de energía se incrementan, también se incrementa ¡la importancia de recuperar por lo menos una cierta porción de tal energía no aprovechada. Existe una necesidad, por lo tanto, por un proceso 'mejorado para la recuperación de energía de gases superiores producidos durante la oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos para producir ácidos carboxílicos aromáticos . SUMARIO DE LA INVENCIÓN Los inventores han descubierto que una cantidad sorpresiva de energía puede ser recuperada de una corriente superior gaseosa de alta presión formada del vapor superior de reacción durante la oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos para producir ácidos carboxílicos aromáticos al recuperar energía térmica con el uso de condensación parcial seguida por la recuperación parcial de energía en la forma de trabajo, preferiblemente con el uso de un medio isentrópico para recuperación de energía, más preferiblemente con el uso de un expansor. A diferencia de los métodos previos de recuperación de energía los cuales extraen energía térmica por la condensación substancialmente completa, la condensación parcial de la corriente superior gaseosa de alta presión permite una recuperación significativa de energía térmica mientras que dejar todavía energía substancial en el gas residual de alta presión que sale del condensador la cual puede ser recuperado como ¡trabajo. La recuperación de energía por la combinación de la extracción de calor y extracción de trabajo emplea convenientemente cada método de recuperación de energía en un punto en donde se adapta bien. ' En una modalidad, esta invención es un proceso para recuperar energía durante la producción de ácidos carboxílicos aromáticos por oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos en donde se forma un vapor superior de reacción que comprende solvente y agua de reacción. El proceso comprende los pasos de realizar una separación de alta eficiencia en el vapor superior de reacción para formar una corriente superior gaseosa de alta presión que comprende agua e impurezas orgánicas; recuperar energía térmica de la corriente superior gaseosa de alta presión por intercambio de calor con un material de disipación térmica apropiado de manera que se forma un condensado que comprende desde aproximadamente 20 % en peso hasta aproximadamente 60 % en peso del agua presente en la corriente superior gaseosa de alta presión y se forma un gas residual de alta presión; y recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión. Opcionalmente, el proceso puede comprender además el paso de oxididizar por lo menos una porción de las impurezas orgánicas al someter el gas residual de alta presión a la oxidación térmica antes de recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión. Preferiblemente, tal oxidación térmica es catalítica. Preferiblemente el paso de recuperar energía en la forma de trabajo incluye dirigir por lo menos una porción del gas residual de alta presión a un expansor. Preferiblemente el paso de recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión es llevado a cabo con el uso de un medio isentrópico para recuperar energía, preferiblemente un expansor. En otra modalidad, esta invención proporciona un proceso para la producción del ácido carboxílico aromático. El proceso comprende los pasos de oxidizar, en una zona de reacción que comprende por lo menos un recipiente de reacción, un hidrocarburo aromático con un gas oxidante para formar un ácido carboxílico aromático en un solvente de reacción que comprende un ácido monocarboxílico C?-C8 en la presencia de un catalizador que comprende por lo menos un metal pesado con peso atómico en el intervalo de aproximadamente 23 hasta aproximadamente 178 y un promotor de halógeno bajo condiciones de fase líquida a temperaturas en el intervalo desde aproximadamente 120°C hasta aproximadamente 250 °C para formar un producto de ácido carboxílico aromático y un vapor superior de reacción que comprende agua y vapores de solvente; llevar a cabo una separación de alta eficiencia en el vapor superior de reacción para formar una corriente inferior líquida que ¡comprende por lo menos 95% en peso del solvente del vapor superior de reacción y una corriente superior gaseosa de alta presión que comprende por lo menos 50% en peso del agua del vapor superior de reacción; recuperar energía en la forma de calor por intercambio de calor de la corriente superior gaseosa de alta presión con un material de disipación térmica apropiado de manera que se forme un condensado que comprende desde aproximadamente 20% en peso hasta aproximadamente 60% en peso del agua en la corriente superior gaseosa de alta presión y se forme un gas residual de alta presión; y recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión. Opcionalmente, el proceso puede comprender además el paso de regresar toda o una porción de la corriente inferior líquida hacia la zona de reacción. Preferiblemente, el paso de recuperar energía en la forma de trabajo incluye dirigir por lo menos una porción del gas residual de alta presión •hacia un expansor. Preferiblemente, el paso de recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión es llevado a cabo con el uso de un medio isentrópico para recuperar energía, más preferiblemente un expansor. En otra modalidad, esta invención proporciona un aparato para la recuperación eficiente de energía del vapor superior de reacción formado durante la producción de ácido carboxílico aromático por oxidación de fase líquida de ¡hidrocarburo aromático. El aparato comprende un recipiente de reacción que tiene una ventilación para extraer el vapor superior de reacción; un aparato de separación de alta eficiencia en comunicación fluida con el recipiente de reacción que tiene por lo menos una entrada de vapor para recibir el vapor superior de reacción del recipiente de reacción, por lo menos una entrada de líquido para recibir líquido para un contacto en contracorriente con el vapor superior de reacción, por lo menos una salida de líquido para extraer líquido y por lo menos una salida de gas para extraer una corriente superior gaseosa de alta presión; un condensador en comunicación fluida con el aparato de separación de alta eficiencia, el condensador está adaptado para extraer energía de la corriente superior gaseosa de alta presión al condensar parcialmente por lo menos una porción de la corriente superior gaseosa de alta presión e intercambiar calor con un material de disipación térmica; y un expansor en comunicación fluida con el condensador que tiene por lo menos una entrada para recibir gas residual que comprende agua y por lo menos una salida para expulsar gas de ventilación a una presión más baja que el gas residual. El aparato de separación de alta eficiencia puede ser una o más columnas de destilación de alta eficiencia. Preferiblemente, el condensador está adaptado para condensar desde aproximadamente 20% en peso hasta aproximadamente 60% en peso -de agua presente en la corriente superior gaseosa de alta presión. Preferiblemente, el aparato además comprende una unidad de oxidación térmica en comunicación fluida con el condensador y el expansor. Opcionalmente, el condensador además puede estar adaptado para regresar el fluido condensado del condensador hacia el aparato de separación de alta eficiencia. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es un diagrama de flujo del proceso que representa una modalidad de esta invención. La Figura 2 representa un esquema existente para recuperar energía en la oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos para producir ácidos carboxílicos aromáticos. La Figura 3 es un diagrama que representa la recuperación de energía conducida de conformidad con los esquemas existentes 2 comparados con la recuperación de energía de conformidad con una modalidad de esta invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta invención proporciona procesos y aparatos mejorados para recuperar energía a partir de vapor superior de reactor formado durante la producción de ácidos carboxílicos aromáticos por oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos. La energía es recuperada de una corriente superior gaseosa de alta presión que resulta de una separación de alta eficiencia llevada a cabo en el vapor ¡superior de reactor. La energía es recuperada en la forma de calor y en la forma de trabajo. La combinación de las dos formas de recuperación de energía resulta en una mayor cantidad total de energía recuperada. El agua presente en tal corriente superior gaseosa de alta presión representa una fuente significativa de energía. Los inventores han encontrado que la combinación de energía de extracción de energía del agua en la forma de calor y en la forma de trabajo resulta en una significantemente mayor recuperación de energía total que por la extracción de 4 energía principalmente en la forma de calor o principalmente en la forma de trabajo. La Extracción de energía térmica de la corriente superior gaseosa de alta presión es más eficaz cuando la corriente se encuentra en su temperatura más caliente. Conforme la corriente es enfriada, la extracción de energía térmica llega a ser menos eficaz que la extracción de energía en la forma de trabajo. La recuperación de energía por la combinación de la extracción de calor y extracción de trabajo emplea favorablemente cada método de recuperación de energía en un punto en donde se adapta bien. Sorpresivamente, con el uso de tal combinación, una cantidad significativamente mayor de energía puede ser recuperada. En una modalidad, la energía es recuperada de una corriente superior gaseosa de alta presión como calor al ¡condensar solamente una porción del agua presente y la energía es recuperada como trabajo por la expansión de una corriente que comprende la porción sin condensar de agua. "Condensación" ó "condensado" de acuerdo a como se utiliza aquí, se refiere a condensación de agua en una corriente junto con otras especies las cuales se condensan bajo condiciones similares. "Condensación completa" de acuerdo a como se utiliza aquí, significa que más de aproximadamente 90 % en peso del agua en una corriente es condensada .

La recuperación de energía total es significativamente mayor con la combinación de extracción de energía térmica por ,condensación parcial de la corriente superior gaseosa de alta ¡presión y extracción de trabajo de la porción sin condensar de la corriente superior gaseosa de alta presión que con la recuperación de energía de modalidades comerciales de cualquiera recuperación de energía del estado previo de la técnica de una corriente superior gaseosa de alta presión que comprende agua con el uso de expansión sin condensación o recuperación de energía del estado previo de la técnica con el uso de una combinación de una condensación completa y expansión. La recuperación de energía proporcionada por el proceso y el aparato de esta invención se describe más detalladamente abajo. La oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos para producir ácidos carboxílicos aromáticos puede ser conducida como un proceso en lotes, un proceso continuo, o un proceso semicontinuo. La reacción de oxidación es llevada a cabo en una zona de reacción que comprende típicamente uno o más reactores. Una mezcla de reacción es formada por la combinación de componentes que comprenden un suministro de hidrocarburo aromático, un solvente, y un catalizador con un promotor, típicamente bromo. En un proceso continuo o semicontinuo, los componentes de la mezcla de reacción se combinan preferiblemente en un recipiente de mezclado antes de ser introducido en la zona de reacción, sin embargo, la mezcla de reacción puede ser formada en la zona de reacción.

Los ácidos carboxílicos aromáticos para los cuales la invención es apropiada incluyen especies mono y policarboxilatadas que tienen uno o más anillos aromáticos y los cuales pueden ser manufacturados por la reacción de reactivos gaseosos y líquidos en un sistema de fase líquida. Ejemplos de ácidos carboxílicos aromáticos para los cuales la invención es particularmente apropiada incluyen ácido tereftalico, ácido trimésico, ácido trimelítico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido benzoico y ácidos dicarboxílicos de naftaleno. El suministro de hidrocarburo aromático apropiado generalmente comprende un hidrocarburo aromático que tiene ;por lo menos un grupo que se puede oxidizar a un grupo ácido carboxílico. El substituyente o substituyentes oxidizables pueden ser un grupo alquilo, tal como un grupo metilo, etilo o isopropilo. También puede ser un grupo que ya contiene oxígeno, tal como un grupo hidroxialquilo, formilo o ceto. Los substituyentes pueden ser los mismos o diferentes. La porción aromática de los compuestos de materia prima puede ser un núcleo de benceno o puede ser bi- o policíclica, tal como un núcleo de naftaleno. El número de substituyentes oxidizables en la porción aromática del compuesto de materia prima puede ser igual al número de sitios disponibles en la porción aromática, pero es generalmente menor que todos los sitios, preferiblemente de 1 hasta aproximadamente 4 y más preferiblemente 1 hasta 3. Ejemplos de compuestos útiles de suministro incluyen tolueno, etilbenceno, orto-xileno, para-xileno, meta-xileno, 1-formil-4-metilbenceno, 1-hidroximetil-4-metilbenceno, 1, 2 , 4 -trimetilbenceno, 1-formil-2 , 4-dimetilbenceno, 1, 2 , 4 , 5-tetrametilbenceno, compuestos de naftaleno substituidos de alquil-, hidroximetil-, formil- y acil-, tal como 2,6- y 2 , 7-dimetilnaft lenos, 2-acil-6-metilnaftaleno, 2-formil-6-metilnaftaleno, 2-metil-6-etilnaftaleno y 2 , 6-dietilnaftaleno, tolualdehídos, bencenos substituidos de alquilo, naftalenos substituidos de alquilo, ácidos toluicos, metilacetofenona, alcoholes de alquil bencil, intermediarios parcialmente oxidizados de cualquiera ¡de los anteriores, y cualquier combinación de los mismos. Para la manufactura de ácidos carboxílicos aromáticos por oxidación de precursores de hidrocarburo aromático correspondiente, por ejemplo, la manufactura de ácido tereftalico de bencenos para-distribuidos o ácidos dicarboxílicos de naftaleno de naftalenos disubstituidos, se prefiere utilizar materiales de suministro relativamente puros, y más preferiblemente, materiales de suministro en los cuales el contenido del precursor correspondiente al ácido deseado es por lo menos aproximadamente el 95 % en peso, y más preferiblemente por lo menos el 98 % en peso o aún mayor. Un suministro de hidrocarburo aromático preferido para usarse para manufacturar ácido tereftalico comprende paraxileno. El tolueno es un material de suministro preferido para producir ácido benzoico. Los solventes que comprenden un ácido carboxílico acuoso, por ejemplo ácido benzoico, y especialmente un ácido monocarboxílico de alquilo inferior (por ejemplo, C?-C8) , por ejemplo ácido acético, son preferidos porque que tienden a ser solo escasamente propensos a oxidación bajo condiciones de reacción de oxidación típica utilizadas para la manufactura de ácidos carboxílicos aromáticos, y puede mejorar los efectos catalíticos en la oxidación. Ejemplos específicos de solventes de ácido carboxílico apropiados incluyen ácido acético, ácido propionico, ácido butírico, ¡ácido benzoico y mezclas de los mismos. El etanol y otros materiales co-solventes los cuales oxidizan a los ácidos monocarboxílicos bajo condiciones de reacción de oxidación típicas también pueden ser utilizados como se encuentran o en combinación con ácidos carboxílicos con buenos resultados. Por supuesto, con el propósito de hacer eficiente el proceso global y minimizar las separaciones, se prefiere que cuando se utiliza un solvente que comprende una mezcla de ácido monocarboxílico y un co-solvente, el co-solvente debe ser oxidizable al ácido monocarboxílico con el cual es utilizado.

Los catalizadores utilizados de conformidad con la invención comprenden materiales que son eficaces para catalizar la oxidación del suministro de hidrocarburo aromático al ácido carboxílico aromático. Preferiblemente, el catalizador es soluble en la mezcla de reacción de oxidación líquida para promover el contacto entre el catalizador, oxígeno y suministro de líquido; sin embargo, el catalizador heterogéneo o los componentes catalizadores también pueden ser utilizados. Típicamente, el catalizador comprende un promotor de bromo y por lo menos un componente de metal pesado apropiado tal como un metal con el peso atómico en el intervalo de aproximadamente 23 hasta aproximadamente 178. Ejemplos de metales pesados apropiados incluyen cobalto, manganeso, vanadio, molibdeno, cromo, hierro, níquel, circonio, cerio o un metal lántanido tal como hafnio. Las •formas apropiadas de estos metales incluyen por ejemplo, acetatos, hidróxidos y carbonatos. El catalizador preferiblemente comprende compuestos de cobalto solos o en combinación con uno o más de compuestos de manganeso, -compuestos de cerio, compuestos de zirconio, o compuestos de hafnio . Típicamente, un promotor es utilizado para promover la actividad de oxidación del metal de catalizador, preferiblemente sin la generación de tipos o niveles indeseables de productos secundarios, y preferiblemente es utilizado en una forma que es soluble en la mezcla de reacción líquida. Los compuestos de halógeno son comúnmente utilizados como un promotor, por ejemplo haluros de hidrógeno, haluros de sodio, haluros de potasio, haluros de amonio, hidrocarburos substituidos con halógeno, ácidos carboxílicos substituidos con halógeno y otros compuestos halogenados. Preferiblemente, los compuestos de bromo son utilizados como un promotor. Los promotores de bromo apropiados incluyen bromoantrácenos, Br2, HBr, NaBr, KBr, NH4Br, bromuro de bencilo, ácido bromoacético, ácido dibromo acético, tetrabromoetano, dibromuro de etileno, bromuro de bromoacetilo o mezclas de los mismos. La reacción de oxidación es conducida en una zona de reacción que comprende típicamente uno o más recipientes de reactor. Los recipientes de reactor apropiados de oxidación son aquellos construidos para soportar condiciones de temperatura y presión altas y líquido corrosivo y contenidos de fase de vapor utilizados y presentes en la zona de reacción, los cuales permiten adición y mezcla de catalizador, reactivos gaseosos y líquidos y solvente, la extracción del producto del ácido carboxílico aromático o un líquido que comprende tal producto para la recuperación y extracción de vapor de alta presión generado por la reacción de oxidación de fase líquida para controlar el calor de la reacción. Los tipos de reactor que pueden ser utilizados incluyen, pero no se limitan a ellos, reactores de tanque de agitación continua y reactores de flujo y embolo. Comúnmente, los reactores de oxidación comprenden un recipiente cilindrico, normalmente con un eje central el cual se extiende verticalmente cuando el recipiente es colocado para usarse en proceso, que tiene una o más características de mezclado para distribuir oxígeno dentro, de una fase líquida que hierve la mezcla de reacción. Típicamente, la característica de mezclado comprende uno o más impulsores montados sobre un eje giratorio o móvil de otra forma. Por ejemplo, los impulsores pueden extenderse desde un eje vertical central giratorio. Los reactores pueden ser construidos con materiales diseñados para resistir las temperaturas particulares, presiones y compuestos de reacción utilizados. Generalmente, los reactores de oxidación apropiados están construidos con el uso de materiales inertes resistentes a la corrosión, tal como titanio o pueden ser revestidos con materiales tales como titanio o vidrio para mejorar la resistencia a la corrosión y otros efectos nocivos. Por ejemplo, el titanio y el vidrio, u otros materiales resistentes a la corrosión apropiados son utilizados por reactores y algunos otros equipos de proceso para la producción de ácido tereftalico del paraxileno con el uso de un solvente que comprende ácido acético y un sistema catalizador el cual incluye un promotor de bromo bajo condiciones típicas de reacción debido a la corrosividad del solvente ácido y a ciertos productos de reacción, por ejemplo bromuro de metilo. Una fuente de oxígeno molecular también es introducida dentro de la zona de reacción. Típicamente, un gas oxidante es utilizado como una fuente gaseosa de oxígeno molecular. El aire es convenientemente utilizado como una fuente de oxígeno molecular. El aire enriquecido de oxígeno, oxígeno puro y otras mezclas gaseosas que comprenden oxígeno molecular, típicamente por lo menos aproximadamente 10% en volumen, también son útiles. Como será apreciado, conforme el contenido de oxígeno molecular de la fuente se incrementa, se reducen los requerimientos de compresor y manejo de gases inertes en gases residuales de reactor. La fuente de oxígeno molecular puede ser introducida dentro de la zona de reacción ,en una o más ubicaciones y es típicamente introducida en una manera que se promueva el contacto entre el oxígeno molecular y los otros compuestos de reacción. Comúnmente, un gas oxidante es introducido en la porción inferior de un recipiente de reacción de oxidación y es distribuido por características de mezcla tal como uno o más impulsores montados sobre un eje giratorio. El contenido de oxígeno molecular de gas oxidante varía pero típicamente variará desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 100% en volumen de oxígeno molecular. Para evitar la formación de mezclas potencialmente explosivas, el gas oxidante generalmente se agrega de forma que el oxígeno sin reaccionar en la fase de vapor sobre la mezcla de reacción líquida en la zona de reacción se encuentre por debajo del límite flamable. El mantener el contenido de oxígeno de tal . fase de vapor por debajo del límite flamable depende de la manera e índice de introducción de oxígeno, índice de reacción (el cual es impactado por las condiciones de reacción) y la extracción del gas residual. Típicamente, el gas oxidante es suministrado en una cantidad en relación a tales parámetros de operación de manera que la fase de vapor sobre la mezcla de reacción contiene aproximadamente 0.5 a aproximadamente 8 % en volumen de oxígeno (medido en una base libre de solvente) . Las proporciones del suministro, catalizador, oxígeno y ¡solvente no son críticas para la invención y varían no solamente con la selección de los materiales de suministro y del producto previsto sino también con la selección de equipo de proceso y factores de operación. La proporciones de solvente con respecto a peso de suministra apropiadamente se encuentra en el intervalo desde aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 30:1. El gas oxidante típicamente es utilizado en por lo menos una cantidad estequiométrica basada en el suministro pero no tan grande que el oxígeno sin reaccionar en la fase de vapor sobre la reacción del líquido exceda el límite flamable. Los catalizadores apropiados se utilizan en concentraciones de metal de catalizador, basadas en el peso de suministro del hidrocarburo aromático y solvente, mayores que aproximadamente 100 ppm en peso, preferiblemente mayor que aproximadamente 500 ppm en peso, y menor que aproximadamente 10,000 ppm en peso, preferiblemente menor que aproximadamente 6,000 ppm en peso, más preferiblemente menor que aproximadamente 3000 ppm en peso. Preferiblemente un promotor de halógeno, más preferiblemente bromo, está presente en una cantidad de manera que la proporción de átomo de halógeno con respecto al metal catalizador apropiadamente es mayor que aproximadamente 0.1:1, preferiblemente mayor que aproximadamente 0.2:1 y convenientemente es menor que aproximadamente 4:1, preferiblemente menor que aproximadamente 3:1. La proporción :de átomo de halógeno con respecto al metal catalizador lo más preferiblemente se encontrará en el intervalo desde aproximadamente 0.25:1 hasta aproximadamente 2:1. La oxidación de materiales de suministro de hidrocarburo aromático a un producto que comprende ácido carboxílico aromático es conducida bajo condiciones de reacción de oxidación. La reacción es operada a temperaturas suficientes para conducir la reacción de oxidación y proporcionar la pureza deseable mientras tanto limitar la combustión de solvente. El calor generado por la oxidación es disipado para mantener las condiciones de reacción. Típicamente, el calor de reacción es disipado por la ebullición de la mezcla de reacción y extracción de vapores que resultan de la ebullición de la zona de reacción. Generalmente las temperaturas apropiadas se encuentran en un exceso de aproximadamente 120°C, preferiblemente en un exceso de 140°C, y menor que aproximadamente 250°C preferiblemente menor que aproximadamente 230°C. Las temperaturas de las reacciones de entre aproximadamente 145°C hasta aproximadamente 230°C son típicas en la producción de varios ácidos carboxílicos aromáticos, por ejemplo, ácido tereftalico, ácido benzoico y ácido dicarboxílico de naftaleno. En temperaturas menores que aproximadamente 120°C la reacción de oxidación puede desarrollarse lentamente resultando en una pureza de producto insuficiente y una indeseable baja conversión. Por ejemplo, la oxidación de paraxileno para producir ácido tereftalico en una temperatura menor que aproximadamente 120 °C puede tomar más de 24 horas para proceder hasta una substancial terminación. El producto de ácido tereftalico resultante puede requerir un significativo procesamiento adicional debido a su alto nivel de impurezas. En temperaturas por arriba de 250°C, puede ocurrir una pérdida significativa de solvente debido a la combustión de solvente. La reacción de oxidación es conducida en una presión por lo menos suficientemente alta para mantener una substancial fase líquida que comprende suministro y solvente en el recipiente. Generalmente, las de presiones de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40 kg/cm2 de manómetro son apropiadas, con presiones preferidas para procesos particulares que varían con las composiciones de suministro y solvente, temperaturas y otros factores pero típicamente entre aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30 kg/cm2. Los tiempos de residencia en la zona de reacción pueden ser variados conforme sea apropiado para rendimientos y condiciones dadas, con aproximadamente 20 hasta aproximadamente 150 minutos que son generalmente apropiados para un intervalo de procesos. Para los procesos en los cuales el producto de ácido aromático es substancialmente soluble en el solvente de reacción tal como en la manufactura de ácido trimelítico por la oxidación de pseudocumeno en ¡solvente ácido acético, las concentraciones de sólido en el cuerpo líquido son insignificantes. En otros procesos, tal como oxidación de xilenos a ácidos tereftalicos o isoftalicos con el uso de ácido acético y agua como solvente para la mezcla de reacción, los contenidos sólidos pueden ser tan altos como aproximadamente 50% en peso del cuerpo de reacción líquida, con niveles de aproximadamente 10 hasta aproximadamente 35% en peso que es más típico. Como será apreciado por las personas experimentadas en la manufactura de ácidos aromáticos, los parámetros de condiciones y Operación preferidos varían con diferentes productos y procesos y pueden variar dentro de o aun más allá de los intervalos especificados anteriormente. El producto de reacción de ácido carboxílico aromático en forma de lodo o disuelto en una porción de la mezcla de reacción líquida de la oxidación de fase líquida puede ser tratado utilizando técnicas convencionales para recuperar el producto de reacción de ácido carboxílico aromático contenido en el mismo. Típicamente, el producto de reacción de ácido carboxílico aromático y productos secundarios del material suministrado en forma de lodo, disuelto o en forma de lodo y disuelto en mezcla de reacción líquida son extraídos de la zona de reacción y recuperado por técnicas apropiadas. De esa forma, la oxidación de fase líquida respectiva puede comprender, en adición al paso de reacción de oxidación, un ¡paso que comprende la recuperación de una mezcla de reacción ,de oxidación de fase líquida un producto que comprende ácido 'carboxílico aromático e impurezas que comprenden productos secundarios de reacción. El producto preferiblemente es ^recuperado como un producto sólido. El producto soluble disuelto en el líquido puede ser recuperado por cristalización, la cual generalmente se consigue al enfriar y liberar presión en un lodo o solución líquida de la zona de reacción de oxidación. El producto sólido en forma de lodo en el líquido y sólidos cristalizados del líquido de reacción o de los solventes de cristalización son separados convencionalmente de los líquidos por I centrifugación, filtración o combinaciones de los mismos. Los 'productos sólidos recuperados del líquido de reacción por tales técnicas comprenden ácido carboxílico aromático e i impurezas que comprenden productos secundarios del material suministrado aromático. El líquido restante después de la recuperación del producto sólido de la mezcla de reacción líquida, también referida como licor madre de oxidación, comprende ácido monocarboxílico solvente, agua, catalizador y promotor, productos secundarios solubles de la oxidación de fase líquida e impurezas que pudieran estar presentes tal como corrientes de reciclado. El licor madre de oxidación normalmente también contiene cantidades menores de ácido carboxílico aromático y productos de oxidación parciales o -intermedios de material de suministro aromático restantes sin recuperar del líquido. El licor madre preferiblemente es regresado por lo menos en parte hacia la zona de reacción de por lo menos una de la oxidación de fase líquida de manera que se vuelven a utilizar los componentes del mismo que son •útiles en la reacción de fase líquida, tal como catalizador, promotor, solvente y productos secundarios convertibles al ácido carboxílico aromático deseado. En las modalidades preferidas de la invención, una mezcla de producto de reacción de fase líquida de la oxidación que comprende ácido carboxílico aromático y productos secundarios de una reacción de oxidación de fase líquida es recuperada del líquido por la cristalización en etapas, tal como en una serie de recipientes de cristalización, con reducciones secuenciales en temperatura y presión desde las primeras hasta las últimas etapas para incrementar la recuperación de producto. La cristalización en dos a cuatro etapas, por ejemplo desde una temperatura de reacción de oxidación en el intervalo de aproximadamente 140 hasta aproximadamente 250°C y presión en el intervalo de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40 kg/cm2 de manómetro hasta una temperatura de cristalización final en el intervalo de aproximadamente 110 hasta aproximadamente 150°C y una presión de ambiente hasta aproximadamente 3 kg/cm2, proporciona la cristalización substancial del producto de 'ácido carboxílico aromático sólido. El licor madre de oxidación separado del producto sólido por cristalización puede ser regresado a la zona de reacción de acuerdo a lo descrito anteriormente. El calor es extraído de los recipientes utilizados para la cristalización por la extracción de una fase de gas formada como un resultado de una expansión u otra disminución de presión de la mezcla de producto de reacción, con una fase de vapor extraída de una o más etapas preferiblemente condensada y, directamente o indirectamente a través de una o más etapas adicionales de recuperación, de acuerdo a lo que se discutirá adelante, regresada por lo menos en parte hacia la zona de reacción para usarse en la oxidación de fase líquida. El producto sólido recuperado de la oxidación de fase líquida, típicamente comprende ácido carboxílico aromático e impurezas que comprenden productos secundarios de oxidación tal como productos de oxidación intermedios del material de suministro aromático, pueden ser separados del licor madre de oxidación líquida que resulta de la recuperación del producto sólido con cualquier técnica apropiada. Los ejemplos incluyen centrifugación, filtración de vacío, filtración de presión y filtración filtros de banda. El producto sólido resultante preferiblemente es enjuagado después de la separación con un líquido que comprende agua tal como agua pura o un líquido de enjuague que comprende cantidades menores de ácido monocarboxílico solvente, materias primas aromáticas, productos secundarios de oxidación o combinaciones de las mismos que pueden ser reciclados benéficamente a la Oxidación, ya sea directamente o combinados con otros líquidos tal como el reciclado de licor madre de oxidación u otros líquidos regresados hacia la zona de reacción. La separación del ácido carboxílico aromático impuro sólido recuperado de un licor madre de oxidación y enjuague de un producto sólido puede ser obtenida convenientemente por filtración de intercambio solvente bajo presión con el uso de filtros de presión tal como los descritos en las Patentes Norteamericanas 5,679,846 y 5,200,557. Un dispositivo de filtración preferido para tales separaciones es un filtro BHS Fest de acuerdo a lo descrito con mayor detalle en la Patente Norteamericana 5,200,557. El licor madre de oxidación y líquidos de enjuague extraídos del entortado filtrado pueden ser conducidos directamente o indirectamente a la oxidación de fase líquida. La filtración y enjuagado del producto sólido en múltiples etapas y con líquidos de enjuague de pureza incrementada, por ejemplo líquidos extraídos del entortado del filtro en las etapas corriente abajo como líquido de enjuague en las etapas previas, puede proporcionar beneficios adicionales al concentrar ácido monocarboxílico solvente desplazado de los sólidos filtrados para regresarlos a una oxidación. En una modalidad más específica, el entortado filtrado humectado con líquido de enjuague que resulta de tal filtración de desplazamiento positivo es dirigido desde una etapa de enjuague final hacia una etapa de secado en donde opcionalmente se pone en contacto con gas inerte, típicamente bajo luz para moderar la presión, para una extracción substancial de líquido residual del entortado. Después del enjuagado y extracción substancial de líquido de enjuague del producto sólido que comprende ácido carboxílico aromático y productos secundarios, el sólido resultante puede ser secado y dirigido para su almacenaje u otros pasos, los cuales pueden incluir la preparación de una solución de reacción para purificación del producto sólido. Preferiblemente, los niveles de ácido carboxílico solvente en un producto sólido dirigido para una purificación son aproximadamente de 5000 partes por millón en peso ("ppmw, por sus siglas en inglés") o menos . El producto puede ser secado con una corriente fluyente de nitrógeno u otro gas inerte para reducir los niveles de solvente residual. La fase de vapor por arriba de la mezcla de reacción líquida en la zona de reacción (también referida como vapor superior de reacción o fase de vapor de reacción) comprende solvente y agua. El vapor superior también puede contener gas oxidante sin reaccionar, productos secundarios de reacción gaseosos, tal como óxidos de carbono, productos secundarios ¡de reacción vaporizados tal como bromuro de metilo, catalizador, o una combinación de los mismos. Si se utiliza aire como el gas oxidante, entonces el vapor superior de 'reacción típicamente comprende solvente, agua, exceso de oxígeno (si existe) , óxidos de carbono, gas nitrógeno y productos secundarios de reacción. Una porción de la fase de vapor de reacción es transferida desde la zona de reacción hacia una zona de separación en la cual se realiza una separación altamente eficiente de solvente del agua en el vapor superior de reacción. De acuerdo a como se utiliza aquí, "separación altamente eficiente" significa la separación de componentes principalmente que comprenden solvente de reacción del vapor superior de reacción de manera que se extrae por lo menos aproximadamente 95% en peso del solvente de reacción presente en el vapor superior de reactor. Preferiblemente, se realiza la separación de alta eficiencia de manera que el contenido de solvente de reacción de una corriente superior gaseosa de alta presión formada por la separación de alta eficiencia no es más de aproximadamente 5% en peso, más preferiblemente no más de aproximadamente 2% en peso, más preferiblemente no más de aproximadamente 1 % en peso del solvente de reacción presente en el vapor superior de reacción. La separación de alta eficiencia ayuda a reducir pérdida de solvente y ayuda a reducir la cantidad de solvente acumulado utilizado en la .reacción. La separación altamente eficiente también permite una retención substancial de agua en una fase gaseosa útil para recuperación de energía. Tal separación de alta eficiencia resulta en un corriente inferior líquida, toda o una porción de la cual típicamente es regresada hacia la zona de reacción para proporcionar solvente agregado, y una corriente superior gaseosa de alta presión. La corriente inferior líquida predominantemente está comprendida por solvente. La corriente inferior líquida también puede contener algo de impurezas pesadas, productos secundarios, catalizador, agua o una combinación de los mismos. Preferiblemente, la corriente inferior líquida contiene menos de 35% de agua, más preferiblemente menos de 25% de agua. La separación de alta eficiencia es conducida en una presión de manera que la corriente superior gaseosa de alta presión tiene una presión de por lo menos aproximadamente 80%, preferiblemente por lo menos aproximadamente 90%, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 95%, de la presión de reacción. Las personas experimentadas en la técnica apreciarán que la separación de alta eficiencia podría ser realizada en una presión mayor que la presión de reacción pero, por cuestiones prácticas, la separación de alta eficiencia preferiblemente es conducida en una presión de manera que la corriente superior gaseosa de alta presión tiene una presión de a lo sumo aproximadamente 100% de la presión de reacción. El intervalo de presión del equipo de la zona de separación es preferiblemente por lo menos aproximadamente 80%, más preferiblemente aproximadamente 90 hasta aproximadamente 110%, del intervalo del recipiente de reacción de oxidación o zona del paso de oxidación del proceso inventivo del cual la fase de vapor es dirigida hacia la separación. La fase de vapor de reacción puede ser transferida desde la zona de reacción de una oxidación de fase líquida hacia la zona de separación directamente, en donde un dispositivo de separación es montado directamente o en asociación estrecha con un recipiente de reacción de oxidación u otra zona de reacción, o de forma indirecta, por ejemplo por medio de conductos, válvulas, bombas apropiados y similares para efectuar la transferencia. Una porción menor de la fase de vapor de reacción de alta presión y alta temperatura de la oxidación de fase líquida puede ser dirigida hacia otros usos, tal como generación de vapor de alta presión o un fluido de intercambio de calor. Preferiblemente, la fase de vapor transferida hacia el dispositivo de separación permanece a una temperatura y presión suficientemente altas de manera que el contenido de energía de la fase de vapor que entra en la zona de separación es por lo menos substancialmente retenida y la fase de vapor de reacción proporciona suficiente calor para la separación en contacto con líquido de reflujo suministrado hacia la zona de separación. Más preferiblemente, la transferencia de la fase de vapor de reacción hacia la zona de separación se obtiene al conducir directamente desde la zona de reacción o a través de una tubería de presión nominal apropiada de manera que la temperatura de la fase de vapor que entra en la zona de separación no es más de aproximadamente 10°C más frío que la temperatura de reacción en la oxidación de fase líquida y la presión de la fase de vapor de reacción que entra en la zona de separación no es más de aproximadamente 3 kg/cm2 menos que la presión en la oxidación de fase líquida. La zona de separación para el tratamiento de fase de vapor de reacción de conformidad con la invención puede comprender cualquier dispositivo apropiado para separar substancialmente ácido monocarboxílico solvente del agua en la fase de vapor de reacción de alta temperatura y presión extraída de la oxidación de fase líquida y presente en el dispositivo en una alta temperatura y presión para obtener una corriente superior gaseosa de alta presión que comprende agua, de acuerdo a lo descrito anteriormente. Los dispositivos de separación preferidos son varias columnas o torres, frecuentemente referidas como columnas y torres de destilación, torres de deshidratación, columna de rectificación, columnas de extracción de agua y dispositivos de separación de alta eficiencia, que están diseñados para •tener un contacto entre las fases de gas y líquida que fluyen a través de los mismos para una transferencia másica entre las fase en una pluralidad de etapas de equilibrio teóricas, también algunas veces referidas como "placas teóricas" , de manera que la fase de gas es separada o repartida en fracciones con varios intervalos de ebullición de manera que una fase líquida rica en por lo menos un componente de más alta ebullición, tal como el ácido monocarboxílico solvente en el proceso inventivo, se condensa de la fase de vapor dejando un gas substancialmente agotado del componente de más alta ebullición y que comprende una o más especies de ebullición más baja, tal como el agua de la fase de vapor de reacción de oxidación en el proceso inventivo. La temperatura de la fase de vapor de alta presión extraída de la oxidación normalmente es suficientemente alta para que no sea necesaria una capacidad de recalentamiento más allá de la proporcionada por la reacción de oxidación de fase líquida. El flujo de las fases de gas y líquidas a contracorriente, tal como al introducir una fase de gas en una porción inferior del dispositivo y el líquido de reflujo en una porción superior, se prefiere promover el contacto entre las fases gaseosas y líquidas en el dispositivo de separación. El contacto también es promovido por una estructura interna que proporciona una superficie para el contacto de gas-líquido. Por ejemplo, en una modalidad preferida, la zona de separación incluye una •columna de destilación que contiene un empaquetamiento de .alta eficiencia, o es utilizado un tamiz, válvula o bandejas de burbujeo. Un ejemplo de un empaquetamiento de alta eficiencia el cual puede ser utilizado en una columna de destilación de alta eficiencia es Koch FLEXIPAC, disponible de KGGP LLC. Preferiblemente tal columna de destilación tiene por lo menos 30 etapas teóricas, más preferiblemente por lo menos aproximadamente 50 etapas teóricas. El reflujo para tales columnas de destilación puede incluir licor madre de otros procesos compatibles, por ejemplo licor madre proveniente de procesos de purificación de ácido carboxílico aromático. El líquido de reflujo que comprende agua es suministrado en un contacto con la fase de vapor de reacción de alta presión en la zona de separación. Puede ser utilizada cualquier fuente apropiada de líquido que comprende agua y substancialmente libre de impurezas detrimentales para la separación. Las fuentes preferidas de líquido de reflujo incluyen líquidos condensados de gases de alta presión extraídos de las zonas de separación y/o condensación de conformidad con el proceso inventivo. En una modalidad más preferida descrita aquí con mayor detalle, un licor madre de purificación obtenido en la recuperación de un producto de ácido carboxílico aromático purificado de una mezcla de reacción de líquido de purificación es dirigido hacia la ¡separación de manera que el líquido de reflujo suministrado hacia la zona de separación comprende el licor madre de purificación. El líquido de reflujo preferiblemente es suministrado a una taza y temperatura eficaz para un templado térmico de la reacción de oxidación de fase líquida transferida a la zona de separación en la fase de vapor de reacción de la oxidación. Cuando la zona de separación es acoplada a un recipiente de reacción de la fase de oxidación líquida para una transferencia substancialmente directa de la fase de vapor de reacción de una oxidación a una separación, el recipiente de reacción funciona como un recalentador. En tales modalidades, la taza en la cual el reflujo líquido es suministrado hacia la zona de separación es expresado convenientemente como el peso de líquido suministrado hacia la zona en relación con el peso del material de suministro de hidrocarburo aromático introducido hacia la oxidación de fase líquida. Preferiblemente, el líquido de reflujo suministrado hacia la zona de separación de conformidad con el proceso inventivo se encuentra a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 120 hasta aproximadamente 170 °C y más preferiblemente en aproximadamente 130 hasta aproximadamente 160 °C. En tales temperaturas, el líquido preferiblemente es suministrado a la separación en una taza de aproximadamente 4 hasta aproximadamente 5 pesos del líquido por peso de precursor de hidrocarburo aromático introducido a la oxidación de fase líquida. La zona de separación de conformidad con la invención puede comprender un dispositivo único o múltiples dispositivos, tal como torres, columnas u otras estructuras, en serie. Cuando se utilizan dos o más dispositivos en serie, son configurados, y sus entradas y salidas respectivas se comunican de manera que la fase de vapor de reacción de alta presión extraída del recipiente de reacción de oxidación fluye dentro y a través de la serie con una separación en la misma del agua del ácido monocarboxílico Cl-8 en la fase de vapor de reacción de alta presión e invierte el flujo de líquido, incluyendo reflujo y líquido rico en ácido monocarboxílico solvente separado de la fase de vapor de reacción de alta presión, dentro o entre dispositivos de manera que puede ser extraído el líquido rico en ácido monocarboxílico solvente pero pobre en agua, preferiblemente desde un primer dispositivo en la serie y una corriente superior gaseosa de alta presión de la separación que comprende vapor de agua y substancialmente libre de solvente de ácido monocarboxílico de bajo peso molecular puede ser extraído, preferiblemente desde el último dispositivo en la serie . Una corriente superior gaseosa de alta presión es extraída de la zona de separación. Opcionalmente otras corrientes pueden ser extraídas de la zona de separación o de la corriente superior gaseosa de alta presión. Otras .corrientes pueden ser utilizadas en cualquier lugar en el proceso, por ejemplo pueden ser dirigidos hacia un equipo corriente abajo o corriente arriba, o puede se utilizado en otros procesos, por ejemplo, para proporcionar vapor de alta presión o para extraer calor. Típicamente, la corriente superior gaseosa de alta presión sale de la zona de separación a una temperatura mayor de aproximadamente 100°C, preferiblemente mayor de aproximadamente 120°C, y menos de aproximadamente 250°C, preferiblemente menos de aproximadamente 230°C, y a una presión en el intervalo de aproximadamente 4 hasta aproximadamente 40 kg/cm2 de manómetro. Generalmente, la temperatura en la cual la corriente superior gaseosa de alta presión sale de la zona de separación es desde aproximadamente 0°C hasta aproximadamente 20°C menos que la temperatura del reactor de oxidación, preferiblemente desde aproximadamente 5°C hasta aproximadamente 15°C menos que la temperatura del reactor de oxidación. Generalmente, la presión en la cual la corriente superior gaseosa de alta presión sale de la zona de separación es desde aproximadamente 0 hasta aproximadamente 1 kg/cm2 de manómetro menor que la presión del reactor de oxidación. La corriente superior gaseoso de alta presión comprende una porción mayor de agua, típicamente mayor que aproximadamente 35% en peso, preferiblemente por lo menos 50% én peso, más preferiblemente por lo menos 70% en peso del agua presente en el vapor superior de reacción. Preferiblemente, la corriente superior gaseosa de alta presión comprende por lo menos aproximadamente 60% de volumen de agua, preferiblemente por lo menos aproximadamente 65% de volumen de agua. Típicamente, la corriente superior gaseosa de alta presión también puede contener óxidos de carbono, gas de nitrógeno, oxígeno molecular sin consumir y productos secundarios de reacción de oxidación tal como bromuros de alquilo. La corriente superior gaseosa de alta presión obtenida de la zona de separación es dirigida hacia una zona de condensación en donde energía térmica es extraída de la corriente superior gaseosa de alta presión. La zona de condensación puede comprender cualquier medio eficaz para condensar agua substancialmente libre de impurezas orgánicas del gas de alta presión introducido a la zona de condensación lo cual también permite la extracción de energía térmica, preferiblemente sin una substancial reducción de presión para reducir la pérdida de energía. Preferiblemente, la zona de condensación incluye uno o más condensadores o medios de intercambio de calor eficaces para acondicionar una transferencia de calor indirecta entre la corriente superior gaseosa de alta presión y un material disipador térmico ¡apropiado, y preferiblemente un fluido de intercambio de calor. Un dispositivo único o una pluralidad de dispositivos en serie se pueden emplear. Intercambiadores de calor de tubo o de cubierta y condensadores tipo caldera son ejemplos de dispositivos preferidos. Preferiblemente, toda o substancialmente toda la corriente superior gaseosa de alta presión de la separación es dirigida hacia la zona de condensación para permitir la recuperación substancial de ambos la energía y los materiales de la misma. El enfriamiento preferiblemente es conducido bajo condiciones de manera que un gas residual de la zona de condensación bajo presión no se reduzca substancialmente de ese gas de alta presión introducido a la zona de condensación permanece después de la condensación del condensado líquido y es extraído de la zona de condensación. El gas residual de la zona de condensación comprende agua, componentes no condensables del gas de alta presión de la zona de separación, productos secundarios de reacción gaseosos y cantidades menores de material de suministro aromático y más preferiblemente se encuentra en una temperatura de aproximadamente 50 hasta aproximadamente 150°C y bajo una presión que no es mayor que aproximadamente 3 kg/cm2 menos que la presión del gas de entrada hacia la zona de condensación. Más preferiblemente, la presión diferencial entre un gas extraído del dispositivo de separación y el gas .residual de condensación después de la condensación del condensado líquido es aproximadamente de 2 kg/cm2 o menor y más preferiblemente aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 1 kg/cm2.

La energía térmica es extraída de la corriente superior gaseosa de alta presión en la zona de condensación por intercambio de calor con un material de disipación térmica el cual funciona para calentar el material de disipación érmica. El material de disipación térmica preferiblemente es un fluido de disipación térmica, y más preferiblemente agua. Cuando se utiliza agua como el fluido de intercambio térmico, el intercambio de calor con el gas de alta presión de la separación preferiblemente convierte el agua a vapor el cual puede ser dirigido hacia otras partes del proceso inventivo para calentar o usarlo fuera del proceso. De forma similar, el calor puede ser extraído de la corriente superior gaseosa de alta presión por intercambio de calor con líquidos de otros pasos del proceso. En una modalidad preferida del proceso inventivo, la energía térmica es extraída de la corriente superior gaseosa de alta presión por intercambio de calor con un fluido de intercambio de calor que comprende agua y es conducido en una serie de intercambiadores de calor operados en temperaturas de enfriamiento sucesivamente de manera que se genera vapor a diferentes presiones a partir del agua de intercambio de calor. El vapor en diferentes presiones preferiblemente es dirigido hacia uno o más pasos del proceso en los cuales el vapor bajo una presión o presiones correspondientes es útil para calentar, mientras que el condensado líquido que comprende agua en temperaturas inferiores sucesivamente es generado en la serie de intercambiadores de calor. La extracción de energía térmica en la zona de condensación puede ser desarrollada en un paso único. También puede ser desarrollada en múltiples pasos en los cuales una corriente de gas que comprende una corriente superior gaseosa de alta presión extraída de una zona de separación, es enfriada hasta una primera temperatura en una primera etapa para producir un líquido condensado de primera etapa y una porción sin condensar del gas la cual es condensada subsecuentemente en una segunda etapa para proporcionar un líquido condensado de segunda etapa y una porción sin condensar del gas introducido a la segunda etapa y opcionalmente una o más etapas adicionales en las cuales una porción sin condensar del gas de una etapa anterior es condensada en una temperatura inferior que en la etapa previa para formar un condensado líquido y una porción gaseosa sin condensar restante. La energía térmica extraída de la corriente superior gaseosa de alta presión por intercambio de calor entre el gas presurizado y las porciones sin condensar del mismo en los condensadores por etapas proporciona el fluido de intercambio de calor en diferentes temperaturas y presiones, por ejemplo un vapor moderado y de baja presión, el cual puede ser utilizado para calentamiento o fuera del proceso. En las modalidades preferidas de la invención, dos o más niveles de vapor son producidos para recuperación de energía, lo cual se obtiene convenientemente con el uso de un condensador u otra turbina de presión baja. En tales modalidades, el líquido condensado extraído en diferentes temperaturas puede ser dirigido hacia otros usos de proceso con temperaturas correspondientes, con ello evitar el calentamiento o enfriamiento adicional de las porciones de condensado. Los líquidos condensados recuperados a temperaturas más altas, por ejemplo en el intervalo de aproximadamente 130 hasta aproximadamente 160 °C, también son bien situados por un reflujo hacia la zona de separación de cómo, o en combinación con líquidos acuosos de otros pasos de proceso tal como licor madre que permanece después de la recuperación y/o separación del ácido carboxílico aromático purificado en un paso de purificación. Los condensados de temperaturas inferiores, por ejemplo los de en el intervalo de aproximadamente 60 hasta aproximadamente 90°C, también son bien situados para usos de condensado caliente tal como líquidos de enjuague para separaciones de producto y líquidos de enjuague de sello en oxidación de fase líquida y aun condensado de enfriamiento, por ejemplo en el intervalo de aproximadamente 40 hasta aproximadamente 50°C para usos de condensados fríos tal como enjuagues de lavado. Algunos usos para el condensado pueden involucrar el tratamiento de la corriente para eliminar impurezas o alterar de otra forma la composición o condición del condensado. La energía térmica es extraída en la zona de condensación de manera que una porción del agua en la corriente superior gaseosa de alta presión es condensada en ía zona de condensación. La condensación parcial opera de manera que un condensado es formado en la zona de condensación de la corriente superior gaseosa de alta presión que tiene menos que aproximadamente 60% en peso del agua en la corriente superior gaseosa de alta presión, preferiblemente menos que aproximadamente 50% en peso del agua, y más que aproximadamente 20% en peso del agua en la corriente superior gaseosa de alta presión, preferiblemente más que aproximadamente 30% en peso. La efectividad del intercambio de calor como un método de recuperación de energía disminuye conforme cada incremento de % en peso adicional de agua es condensado. La condensación parcial en estos intervalos permite una recuperación de energía total incrementada al evitar el intervalo en el que la eficacia de intercambio de calor se reduce substancialmente. La condensación parcial permite una recuperación de energía térmica de la corriente superior gaseosa de alta presión mientras que deja suficiente agua sin condensar para una recuperación de energía adicional en la forma de trabajo. Aun cuando menos energía es extraída a través del mismo paso de condensación parcial, la porción sin condensar de la corriente superior gaseosa de alta presión retiene energía significativa la cual puede ser recuperada como trabajo de manera que la energía total recuperada de ambas es mayor que la energía recuperada de los procesos de condensación completos o de procesos que utilizan solamente recuperación de energía en la forma de trabajo. El calor extraído puede ser utilizado en cualquier parte del proceso o en procesos relacionados . La porción de la parte superior gaseosa de alta presión no condensada en la zona de condensación, referida aquí como gas residual de alta presión, retiene desde aproximadamente 40 % en peso hasta aproximadamente 80% en peso del agua de la corriente superior gaseosa de alta presión. El gas residual de alta presión es enviado, directamente o indirectamente, hacia una zona de expansión en donde es recuperada energía del gas residual de alta presión en la forma de trabajo. La zona de expansión incluye uno o más dispositivos para recuperación de energía como trabajo, preferiblemente isentrópica ente, más preferiblemente uno o más expansores o aparatos similares. Como será apreciado por las personas experimentadas en la técnica, los dispositivos isentrópicos no son isentrópicos realmente y, como un asunto práctico, no ocurre un cambio en la entropía. Sin embargo, preferiblemente, la recuperación de energía isentrópica empleada tiene menos de aproximadamente 30% de cambio en entropía, más preferiblemente menos de aproximadamente 25% de oambio en entropía, más preferiblemente menos que aproximadamente 20% de cambio en entropía. El trabajo es extraído del gas residual de alta presión en la zona de extracción y se forma una corriente de gas de ventilación de presión más baja que la del gas residual de alta presión.

El trabajo extraído del gas residual de alta presión en la zona de expansión puede ser utilizado, por ejemplo, para generar electricidad con el uso de un generador o para operar un equipo que requiere trabajo mecánico tal como un compresor. La energía extraída puede ser utilizada en cualquier parte en el proceso, en otros procesos, puede ser almacenada, o suministrada a una red eléctrica para su transmisión hacia otras ubicaciones. En algunas modalidades, el aparato de conformidad con este aspecto de la invención comprende un recipiente de reacción nominal para una primera presión y apropiada para la oxidación de fase líquida de un material de suministro de hidrocarburo aromático con oxígeno gaseoso en una mezcla de reacción de fase líquida que comprende solvente ácido monocarboxílico y agua bajo condiciones eficaces para mantener una mezcla de reacción de fase líquida y generar una fase de vapor de alta presión y que comprende por lo menos una ventilación para extraer un vapor superior de alta presión del recipiente; un aparato de separación de alta eficiencia nominal para una segunda presión la cual no es substancialmente menor que la primera presión y que comprende por lo menos una entrada de gas en comunicación fluida con el recipiente de reacción para recibir un vapor superior de alta presión extraído de por lo menos una ventilación del recipiente de reacción, por lo menos una entrada de líquido para introducir líquido de reflujo al aparato de separación de alta eficiencia, por lo menos una salida de gas para extraer una corriente superior gaseosa de alta presión del dispositivo, por lo menos una salida de líquido para extraer una corriente inferior líquida del aparato de separación de alta eficiencia y una zona de fraccionamiento dispuesta en una posición intermedia por lo menos una entrada de gas y por lo menos una salida de gas y con capacidad de ejecutar una separación de alta eficiencia del ácido monocarboxílico solvente del agua en el vapor superior de reactor recibido en el dispositivo de manera que se forman una corriente inferior líquida que comprende menos de 35% en peso de agua, preferiblemente menos que 25% en peso de agua, una corriente superior gaseosa de alta presión y no más de 5% en peso, preferiblemente no más de 2% en peso, más preferiblemente no Imás de 1 % en peso de ácido monocarboxílico solvente presente en el vapor superior de reactor; un medio de condensación que comprende por lo menos una entrada de gas para recibir una corriente superior gaseosa de alta presión extraída de por lo menos una salida de gas del dispositivo de separación; un medio de intercambio de calor para la transferencia de calor desde una corriente superior gaseosa de alta presión en el jnedio de condensación hacia un material de disipación térmica apropiado de manera que un condensado líquido que comprende desde aproximadamente 20% en peso hasta aproximadamente 60% en peso del agua en la corriente superior gaseosa de alta presión es condensado de la corriente superior gaseosa de alta presión, un gas residual de alta presión que comprende desde aproximadamente 40% en peso hasta aproximadamente 80% en peso del agua en la corriente superior gaseosa de alta presión es formado, y un material de disipación térmica apropiado en una temperatura o presión incrementada es formado, y un medio de expansión para extraer energía en la forma de trabajo que comprende por lo menos una entrada de gas para recibir el gas residual de alta presión directamente o indirectamente del medio de condensación y por lo menos una salida de gas para expulsar una corriente de gas de ventilación a una presión inferior que la presión de entrada.

El gas residual de alta presión puede ser tratado antes de extraer energía en la forma de trabajo. Se deberá apreciar que los tratamientos pueden afectar la cantidad de energía recuperable del gas residual de alta presión. Preferiblemente, un tratamiento o combinaciones de tratamientos, si se utilizan, son tal que agua en el gas residual de alta presión es suficientemente gaseosa en la zona de extracción para recuperar energía de trabajo de manera la recuperación de energía de trabajo no resulta en una condensación significativa de agua. Una combinación de tratamientos puede ser utilizada. Por ejemplo, el gas residual de alta presión puede ser tratado para extraer materiales combustibles o corrosivos. Aun cuando puede ser utilizado cualquier tratamiento para extraer materiales corrosivos o combustibles del gas residual de alta presión, preferiblemente sin condensación significativa de agua líquida, preferiblemente el gas residual de alta presión es sometido a un tratamiento de oxidación térmica, más preferiblemente tratamiento un tratamiento de oxidación térmica catalítica. Tales tratamientos generalmente comprenden calentar un gas sin condensar bajo presión, y comprende un gas de escape bajo presión extraído de la condensación o después del lavado u otros tratamientos, y oxígeno gaseoso en una zona de combustión bajo presión substancialmente no menor que la del gas presurizado y en una temperatura elevada eficaz para oxidizar componentes orgánicos, combustibles y corrosivos a un gas menos corrosivo b ambientalmente más compatible que comprende dióxido de carbono y agua. Un calentamiento bajo presión con gas de oxígeno preferiblemente es conducido en la presencia de un catalizador de oxidación apropiado dispuesto dentro de la zona de combustión para no interrumpir el flujo del gas presurizado a través del mismo. El gas presurizado opcionalmente puede ser sometido a un precalentamiento antes de la oxidación. El precalentamiento puede ser conseguido mediante cualquier medio apropiado tal como por intercambio de calor, inyección de vapor directa u otro medio apropiado.

Opcionalmente, el tratamiento de combustión puede también incluir el lavado de un gas presurizado extraído de una combustión para extraer materiales acídicos, inorgánicos tal como bromo y bromuro de hidrógeno los cuales son generados por oxidación de bromuros de alquilo presentes en el gas de escape de condensador cuando una fuente de bromo es utilizada para una oxidación de fase líquida de acuerdo a lo señalado anteriormente . Los catalizadores para una oxidación catalítica generalmente comprende por lo menos un elemento de grupo de transición de la Tabla Periódica (IUPAC) . Son preferidos los metales del grupo VIII, con platino, paladio y combinaciones de los mismos y con uno o más metales adicionales o adyuvantes que son especialmente preferidos. Tales metales catalizadores pueden ser utilizados en formas compuestas tal como óxidos. Típicamente los metales catalizadores están dispuestos sobre un material de soporte o portador de baja o sin actividad catalítica pero con resistencia y estabilidad suficiente para soportar el ambiente de oxidación de alta temperatura y presión de la zona de combustión. Los materiales de soporte catalizadores incluyen óxidos de metal que comprenden uno o más metales, ejemplos de los cuales incluyen a mulita, espinelas, arena, sílice, alúmina sílice alúmina, titania, circona. Varias formas cristalinas de tales materiales pueden ser utilizadas, tal como alfa, gama, delta y eta alúminas, rutilo, titanias anatasa. Las cargas de metal catalizadoras en composiciones de soporte son fracciones apropiadas para varios porcentajes en peso, con cargas más altas que son preferidas para usarse cuando se tratan gases con un contenido de vapor de agua significativo, tal como aproximadamente 20 % de vol. o más. Los catalizadores pueden ser utilizados en cualquier configuración, forma o tamaño conveniente. Por ejemplo, el catalizador puede encontrarse en la forma de pastillas, granulos, anillos, esferas, y similares y preferiblemente pueden estar formados dentro de, o dispuestos sobre una configuración estructural celular rígida, en forma de panal, perforada o porosa, para promover el contacto con gases presentes en la zona de combustión sin impedir el flujo de gas a través de la zona, Ejemplos específicos de catalizadores de oxidación catalítica para un ¡tratamiento de combustión de un gas de escape extraído de la condensación en un tratamiento de gas residual de conformidad con la invención comprende aproximadamente un medio hasta aproximadamente uno % en peso de paladio soportado sobre un soporte de monolito de alúmina. El gas residual de alta presión o una porción de la misma también puede ser opcionalmente calentada para asegurar que el agua presente en el gas residual de alta presión está completamente convertido a vapor antes de recuperar energía en la forma de trabajo y evitar la condensación de agua en la zona de extracción la cual puede ser detrimental al aparato empleado. Tal calentamiento puede ocurrir antes, después o en combinación con cualquier otro tratamiento empleado, por ejemplo, oxidación catalítica térmica. En tal modalidad, el calentamiento de gas residual puede ser conseguido por cualquier medio apropiado, tal como un intercambiador de calor, inyección de vapor directo, u otros medios conocidos en el estado previo de la técnica. El calentamiento a aproximadamente 200°C o mayor es generalmente eficaz para evitar condensación de agua en la zona de expansión, con temperaturas preferidas de aproximadamente 250 hasta aproximadamente 350°C. El gas de ventilación, obtenido de la zona de expansión formado cuando la energía de trabajo es extraída del gas residual de alta presión, es preferiblemente sometido a un tratamiento adicional, por ejemplo lavado cáustico, para extraer cualquier componente, por ejemplo bromo u otros compuestos de halógeno, los cuales pueden ser indeseables para liberación atmosférica. El agua en el gas de ventilación puede ser extraída y puede ser reciclada, utilizada en otro proceso, desechada, sometida a un tratamiento adicional u otras aplicaciones como las conocidas en el estado previo de la técnica. Más allá de de los intentos de recuperar energía de corrientes superiores gaseosas de alta presión formadas durante la oxidación de fase líquida de hidrocarburos aromáticos en la producción de ácidos carboxílicos aromáticos no ha empleado un condensador o ha empleado condensación completa. Incluso más allá de los esquemas de recuperación de energía los cuales han empleado condensación seguida por expansión, sólo la condensación completa fue empleada. Los inventores han encontrado sorpresivamente que recuperar energía al someter una corriente superior gaseosa de alta presión a condensación parcial en donde la energía se extrae a través de intercambio de calor con un material de disipación de calor apropiado y recuperar energía de trabajo del gas residual de alta presión resultante resulta en la recuperación de una cantidad significativamente mayor de energía que los métodos que condensan todo o substancialmente toda el agua en una corriente de alta presión o métodos los cuales recuperen principalmente energía como trabajo. Condensar solo parcialmente el agua en la corriente superior gaseosa de alta presión, suficiente agua permanece en el gas residual de alta presión que sale del condensador para permitir la recuperación de energía benéfica en la forma de trabajo. Esfuerzos comerciales para extraer energía del vapor superior de reactor formado durante la producción de ácidos carboxílicos aromáticos de hidrocarburos aromáticos incluida la recuperación de energía por condensación substancialmente completa seguida por la expansión de gas residual agotado de agua, por extracción de energía de trabajo sola, o por someter porciones de corriente superior gaseosa de alta presión a cada uno de tales métodos. Aunque ciertos de estos métodos pueden ofrecer ventajas significativas, algunas modalidades comercialmente favorables de cada uno de los métodos anteriores no resultan en diferencias significativas en la recuperación total de energía. Tales resultados sugirieron que no habría ningún beneficio significativo en energía con el uso de una condensación parcial seguida por la extracción de energía de trabajo. Tales resultados sugirieron que la energía no recuperada a través de la condensación de la corriente superior gaseosa de alta presión fuera aproximadamente igual a la energía recuperada de la extracción subsecuente de energía de trabajo. Los inventores •ha encontrado sorpresivamente un incremento significativo en la recuperación de energía al recuperar energía de condensar parcialmente la corriente superior gaseosa de alta presión y al recuperar energía adicional de la extracción subsecuente de energía de trabajo. En una modalidad particular, la invención es utilizada para la oxidación de fase líquida de ebullición de un suministro de hidrocarburo aromático que comprende paraxileno a ácido terfertalico. Los componentes líquidos que comprenden el suministro de hidrocarburo aromático y el solvente son continuamente introducidos dentro del recipiente de reacción. El catalizador y el promotor, cada uno más preferiblemente también disueltos en solvente, son introducidos dentro del recipiente de reacción. El ácido acético o ácido acético acuoso es un solvente preferido, con una proporción de solvente con respecto a suministro de aproximadamente 2:1 hasta aproximadamente 5:1 que es preferida. El catalizador preferiblemente comprende cobalto en combinación con manganeso, cerio, zirconio, hafnio, o cualquier combinación de los mismos y una fuente de bromo. El catalizador está presente convenientemente en cantidades que proporcionan aproximadamente 600 ppm en peso hasta aproximadamente 2500 ppm en peso de metales de catalizador basado en el peso del hidrocarburo aromático y solvente. El promotor mas preferiblemente se encuentra presente en una cantidad de ¡manera que la proporción de átomo de bromo con respecto al metal catalizador es aproximadamente 0.4:1 hasta aproximadamente 1.5:1. El gas oxidante, el cual más preferiblemente es aire, es suministrado al recipiente de reactor en un índice efectivo para proporcionar por lo menos aproximadamente 3 hasta aproximadamente 5.6 moles de oxígeno molecular por mol de material de suministro de hidrocarburo aromático de manera que el vapor superior de reactor contiene desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 8 % de volumen de oxígeno (medido sobre una base libre de solvente) .

En tal modalidad particular, el recipiente de reacción es preferiblemente mantenido en aproximadamente 150 hasta aproximadamente 225°C bajo presión de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40 kg/cm2 de manómetro. Bajo tales condiciones, el contacto de oxígeno y el material de suministro en el cuerpo líquido resulta en la formación de cristales de ácido tereftalico sólidos, típicamente en forma finamente dividida. El contenido de sólidos de lodo líquido de ebullición típicamente se encuentra en un intervalo de hasta aproximadamente 40% en peso y preferiblemente desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 35 % en peso, y el contenido de agua típicamente es aproximadamente 5 hasta aproximadamente 20 % en peso basado en el peso del solvente. La ebullición del cuerpo líquido para el control de la reacción exotérmica origina componentes volatilizables del :cuerpo líquido, incluyendo solvente y agua de la reacción, para vaporizar dentro del líquido. El oxígeno sin reaccionar y los componentes líquidos vaporizados se escapan del líquido dentro del espacio del reactor sobre el líquido. Otras especies, por ejemplo nitrógeno y otros gases inertes que están presentes si es utilizado aire como un gas oxidante, óxidos de carbono, y productos secundarios vaporizados, por ejemplo, acetato de metilo y bromuro de metilo, también pueden estar presentes en el vapor superior de reactor.

El producto de reacción de ácido carboxílico aromático, en forma de lodo o disuelto en una porción del cuerpo líquido, se extrae del recipiente. La corriente de producto puede ser tratada con el uso de técnicas convencionales para separar sus componentes y para recuperar el ácido carboxílico aromático contenido en el mismo, generalmente por cristalización, separaciones de líquido- sólido y secado. Convenientemente, un lodo de producto sólido en el líquido es centrifugado, filtrado o ambos, en una o más etapas. El producto soluble disuelto en el líquido se puede recuperar por cristalización. El líquido que comprende agua, solvente, material sin reaccionar de suministro, y frecuentemente que también contiene uno o más catalizadores líquidos, un promotor e intermediarios de reacción, puede ser regresado al recipiente de reacción. ¡ El producto de ácido carboxílico aromático recuperado del líquido puede ser utilizado o ser almacenado como se encuentra, o puede ser sometido a una purificación u otro procesamiento. La purificación es benéfica para extraer productos secundarios e impurezas que pueden estar presentes con el ácido carboxílico aromático que es recuperado. Para ácidos carboxílicos aromáticos tales como ácidos tereftalico e isoftalico, la purificación preferiblemente implica la hidrogenación del producto de oxidación, disuelto típicamente en agua u otro solvente acuoso, a temperatura y presión elevadas en la presencia de un catalizador que comprende un metal con actividad catalítica de hidrogenación, tal como rutenio, rodio, platino o paladio, el cual típicamente es soportado en carbono, titania u otros soportes o portadores químicamente resistentes, apropiados para el metal catalizador. Los procesos de purificación son conocidos, por ejemplo, de las Patentes Norteamericanas 3,584,039, 4,782,181, 4,626,598 y 4,892,972. Si la purificación se conduce con agua como solvente, el lavado con agua para extraer el solvente de oxidación residual del ácido carboxílico aromático sólido se puede realizar como una alternativa al secado. Tal lavado se puede conseguir con el uso de dispositivos intercambiadores de solventes apropiados, tales como filtros, de acuerdo a lo descrito en las Patentes Norteamericanas 5,679,846, y 5,175,355. Opcionalmente, toda o ¡una porción de licor madre de los procesos de purificación puede ser enviada, directamente o indirectamente, hacia el aparato de separación de alta eficiencia. Por ejemplo, si una o más columnas de destilación de alta eficiencia se utilizan para realizar la separación de alta eficiencia, toda o una porción de licor madre de purificación se puede utilizar como reflujo para una o más de tales columnas de destilación de alta eficiencia. Típicamente, el licor madre de oxidación es separado del producto de ácido carboxílico aromático sin purificar a través de técnicas de separación conocidas en el estado previo de la técnica, por ejemplo, filtración, centrifugado, o combinaciones de métodos conocidos. Es preferible reciclar por lo menos una porción del licor de madre y las operaciones comerciales típicamente reciclan una porción significativa del licor de madre. Por ejemplo, tal licor madre puede ser reciclado directamente o indirectamente al reactor de oxidación o al aparato de separación de alta eficiencia. El licor madre puede ser separado del producto de ácido carboxílico aromático purificado a través de técnicas similares y el licor madre puede ser reciclado para usarse en otras etapas de este proceso o en otros procesos. Con mayor detalle, un paso de purificación preferido de conformidad con la invención comprende disolver en un líquido que comprende agua y el producto sólido que comprende ácido carboxílico aromático e impurezas para formar una solución de reacción de purificación, poner en contacto la solución de purificación en temperatura y presión elevadas con hidrógeno en presencia de un catalizador de hidrogenación para formar una mezcla de reacción de líquido de purificación, recuperar de la mezcla de reacción líquida de purificación un producto sólido purificado que comprende un ácido carboxílico aromático con niveles reducidos de impurezas y separar un licor madre de purificación líquida acuosa que comprende productos secundarios de oxidación, productos de hidrogenación de los mismos y combinaciones de los mismos del producto purificado sólido recuperado. La hidrogenación de los ácidos carboxílicos aromáticos impuros para reducir niveles de impurezas es conducida con el ácido impuro en la solución acuosa. Las concentraciones en el solvente de purificación del ácido carboxílico aromático impuro a ser tratado en un paso de purificación generalmente son bastante bajas que en la del ácido impuro que está substancialmente disuelto y suficientemente altas para operaciones prácticas de proceso y uso y manejo eficiente de líquido utilizado como solvente y que permanece como licor madre de purificación después de la recuperación de una forma pura de ácido carboxílico aromático con impurezas reducidas de mezclas de reacción de purificación. Convenientemente, las soluciones que comprenden .aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50 partes por peso de ácido carboxílico aromático impuro por partes por ciento por peso de solución en temperaturas de proceso proporcionan una solubilidad adecuada para operaciones prácticas . Las soluciones de reacción de purificación preferidas contienen aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40 % en peso, y más preferiblemente aproximadamente 20 hasta aproximadamente 35 % en peso, de ácido carboxílico aromático impuro en temperaturas utilizadas para purificación por hidrogenación catalítica.

Los catalizadores apropiados para usarse en reacciones de hidrogenación de purificación comprenden uno o más metales que tienen actividad catalítica para la hidrogenación de impurezas en productos de ácido carboxílico aromático impuros, tales como intermediarios de oxidación y productos secundarios y/o especies de carbonilo aromático. El metal catalizador preferiblemente es soportado o portado en un material de soporte que es insoluble en agua y no reactivo con ácidos carboxílicos aromáticos bajo condiciones de proceso de purificación. Los metales de catalizador apropiados son los metales del grupo VIII de la tabla periódica de los elementos (versión IUPAC) , que incluyen paladio, platino, rodio, osmio, rutenio, iridio, y combinaciones de los mismos. El paladio o combinaciones de tales metales que incluyen paladio son los más preferidos. Los carbones y los carbones vegetales con áreas superficiales de varios cientos o miles de m2/g de área superficial y resistencia suficiente y resistencia al desgaste para un uso prolongado bajo condiciones de operación son los soportes preferidos. Las cargas de metal no son críticas pero las cargas prácticamente preferidas son de aproximadamente 0.1 % én peso hasta aproximadamente 5 % en peso basados en el peso total del soporte y metal o metales catalizadores. Los catalizadores preferidos para la conversión de impurezas presentes en los productos de ácido carboxílico aromático impuro que comprende ácido tereftalico crudo obtenido por la oxidación de fase líquida de un material de suministro que comprende para-xileno, contienen aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 3 % en peso y más preferiblemente aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 1 % en peso de metal de hidrogenación. Para tales aplicaciones, el metal más preferiblemente comprende paladio. Para aplicaciones prácticas, el catalizador es más preferiblemente utilizado en forma particulada, por ejemplo como pastillas, extruído, esferas o granulos, aunque otras formas sólidas también son apropiadas. El tamaño de partícula del catalizador es seleccionado de manera que un lecho de partículas de catalizador es mantenido fácilmente en un reactor de purificación apropiado pero permite el flujo de la mezcla de reacción de purificación a través del lecho sin una caída de presión indeseable. Los tamaños de partícula promedio preferidos son de manera que las partículas de catalizador pasen a través de una pantalla de malla 2 pero son retenidas en una pantalla de malla 24 (Serie de tamiz norteamericana) y, más preferiblemente, a través de una pantalla de malla 4 pero con retención en una pantalla de malla 12 y, lo más preferiblemente una pantalla de malla 8. El contacto de la solución de reacción de purificación acuosa con hidrogeno en la presencia de catalizador para la purificación se conduce a temperaturas y presiones elevadas.

El intervalo de temperaturas desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 370°C, con aproximadamente 225 hasta aproximadamente 325 °C es preferido y siendo más preferido aproximadamente 240 hasta aproximadamente 300°C. La presión se encuentra en un nivel suficiente para mantener una fase líquida que comprende la solución de reacción acuosa. La presión total es por lo menos igual a, y preferiblemente excede, la suma de las presiones parciales del gas de hidrógeno introducido al proceso y vapor de agua que evapora de la solución de reacción acuosa en la temperatura de operación. Las presiones preferidas son aproximadamente 35, y más preferiblemente aproximadamente 70, hasta aproximadamente 105 kg/cm2. La solución de reacción de purificación acuosa se pone en contacto con el gas de hidrógeno bajo condiciones de ¡hidrogenación de acuerdo a lo descrito anteriormente en un recipiente de reacción apropiado capaz de soportar temperaturas y presiones de reacción y también la naturaleza acídica de su contenido líquido. Una configuración de reactor preferida es un reactor cilindrico con un eje substancialmente central el cual, cuando el reactor se coloca para el uso en proceso, está dispuesto verticalmente. Ambos reactores de flujo ascendente y flujo descendente pueden ser utilizados. El catalizador típicamente está presente en el reactor en uno o más lechos fijos de partículas mantenidas con un soporte mecánico para contener las partículas de catalizador en el lecho mientras que permite el paso relativamente libre de la solución de reacción a través del mismo. Un lecho de catalizador único frecuentemente es preferido aunque múltiples lechos del mismo o diferentes catalizadores o un lecho único recubierto con diferentes catalizadores, por ejemplo, con respecto al tamaño de partícula, carga de metal o metales del catalizador de hidrogenación, o con un catalizador y otros materiales tales como abrasivos para proteger el catalizador, también pueden ser utilizados y pueden proporcionar beneficios. Los soportes mecánicos en la forma de pantallas de malla planas o una rejilla formada de alambres paralelos espaciados apropiadamente son comúnmente empleados . Otro medio de retención de catalizador apropiado incluye, por ejemplo, una pantalla tubular de Johnson o una placa perforada. Los componentes y superficies internas del reactor y el soporte mecánico para el lecho de catalizador son construidos de materiales que son apropiadamente resistentes a la corrosión por contacto con la solución de reacción acida y mezcla del producto de reacción. Más adecuadamente los soportes para los lechos de catalizador tienen aberturas de aproximadamente 1 mm o menos y son construidos de metales tales como acero inoxidable, titanio o Hastelly C.

En modalidades preferidas de la invención, la solución acuosa de ácido carboxílico aromático impuro para ser purificado es agregada al recipiente de reactor a temperatura y presión elevadas en una posición en o cerca de la porción superior del recipiente de reactor y la solución fluye hacia abajo a través del lecho de catalizador contenido en el recipiente de reactor en la presencia de gas de hidrógeno, en donde las impurezas son reducidas con hidrógeno, en muchos casos para productos hidrogenados con mayor solubilidad en la mezcla de reacción que el ácido carboxílico aromático deseado o con menos color o tendencias a la formación de color. En tal modo preferido, una mezcla de reacción de purificación líquida que comprende ácido carboxílico aromático e impurezas hidrogenadas es extraída del recipiente de reactor en una posición en, o cerca de una posición inferior o el fondo del ¡reactor. Los reactores utilizados para la purificación pueden ser operados en varios modos. En un modo, un nivel de líquido predeterminado es mantenido en el reactor y, para una presión de reactor dada el hidrógeno es suministrado en un índice suficiente para mantener el nivel de líquido predeterminado. La diferencia entre la presión de reactor real y la presión de vapor de la solución de purificación vaporizada presente en el espacio superior del reactor es la presión parcial de hidrógeno en el espacio superior. Alternativamente, el hidrógeno puede ser suministrado mezclado con un gas inerte tal como nitrógeno o vapor de agua, en tal caso la diferencia entre la presión del reactor real y la presión de vapor de la solución de reacción vaporizada presente es la presión parcial combinada de hidrógeno y el gas inerte mezclado con el mismo. En tales casos la presión parcial de hidrógeno puede ser calculada a partir de las cantidades relativas conocidas de hidrógeno y el gas inerte presente en la mezcla. En otro modo de operación, el reactor puede ser llenado con la solución de reacción líquida acuosa de modo que no haya esencialmente espacio de vapor del reactor sino una burbuja de hidrógeno en la zona superior o en la parte superior del reactor que se expande o contrae de tamaño para proporcionar el volumen en la parte superior del reactor de manera que el hidrógeno agregado al reactor es disuelto en la solución de reacción de purificación entrante. En una modalidad el reactor es Operado como un sistema completamente hidráulico con el hidrógeno disuelto que es suministrado al reactor por el control de flujo. La concentración de hidrógeno en la solución puede ser modulada por el ajuste del caudal de flujo de hidrógeno al reactor. Si se desea, un valor de presión parcial de pseudohidrógeno puede ser calculado a partir de la concentración de hidrógeno de solución la cual, a su vez, puede estar correlacionada con el caudal de flujo de hidrógeno hacia el reactor. Cuando se opera de manera que el control de proceso es efectuado por el ajuste de la presión parcial de hidrógeno, la presión parcial de hidrógeno en el reactor se encuentra preferiblemente en el intervalo de aproximadamente un medio hasta aproximadamente 15 kg/cm2 de manómetro o superior dependiendo de la presión nominal del reactor, los niveles de impureza del ácido carboxílico aromático impuro, actividad y duración del catalizador y otras consideraciones conocidas por las personas experimentadas en la técnica. En los modos de operación que involucran ajustar directamente la concentración de hidrógeno en la solución de suministro la solución es menos de una saturada con respecto a hidrógeno y el reactor por si mismo es completamente hidráulico. Así, un ajuste del caudal de flujo de hidrógeno hacia el reactor resultará en el control deseado de concentración de hidrógeno en la solución. La velocidad espacial, expresada como peso del ácido aromático impuro en la solución de reacción de purificación por peso del catalizador por hora, durante la hidrogenación es típicamente aproximadamente de 1 hora"1 hasta aproximadamente 25 horas"1, y ¡preferiblemente aproximadamente 2 horas"1 hasta aproximadamente 15 horas"1. El tiempo de residencia de la corriente líquida de purificación en el lecho de catalizador varía dependiendo de la velocidad espacial.

Las formas puras de producto de ácido carboxílico aromático con niveles reducidos de impurezas en relación con el producto crudo u otro de ácido carboxílico aromático impuro utilizado para preparar la solución de purificación es recuperado de la mezcla de reacción de purificación líquida. La mezcla de reacción de purificación, comprende un solvente de reacción acuoso que tiene disuelto en el mismo ácido carboxílico aromático e impurezas aromáticas hidrogenadas que tienen mayor solubilidad en el líquido de reacción acuoso que sus precursores sin hidrogenar, se enfría para separar una forma pura de ácido carboxílico aromático sólido con impurezas reducidas de la mezcla de reacción, dejando un licor madre de purificación líquida que tiene impurezas hidrogenadas disueltas en el mismo. La separación es comúnmente lograda al enfriar a una temperatura de cristalización, la cual es suficientemente baja para que la cristalización del ácido carboxílico aromático ocurra, con ello producir cristales dentro de la fase líquida. La temperatura de cristalización es suficientemente alta de manera que las impurezas disueltas y sus productos de reducción resultan de la hidrogenación restante disuelta en la fase líquida. Las temperaturas de cristalización generalmente se encuentran en un intervalo de hasta 160°C y preferiblemente hasta aproximadamente 150°C. En operaciones continuas, la separación normalmente comprende extraer la mezcla de reacción de purificación líquida del reactor de purificación y cristalización de ácido carboxílico aromático en uno o más recipientes de cristalización. Cuando se conduce en una serie de etapas o recipientes de cristalización separados, las temperaturas en las diferentes etapas o recipientes pueden ser las mismas o diferentes y preferiblemente disminuyen de cada etapa o recipiente al siguiente. La cristalización típicamente también resulta en la expansión de líquido de la mezcla de reacción líquida de purificación, la cual puede ser recuperada y reciclada hacia una o más de purificación, una o más etapas de cristalización corriente arriba o, en las modalidades preferidas de la invención, a la separación del ácido monocarboxílico de solvente y vapor de agua en una fase de vapor de alta presión de oxidación de la fase líquida. En consecuencia, el prcducto de ácido carboxílico aromático purificado, cristalizado, es separado del licor madre de purificación, que incluye impurezas hidrogenadas disueltas en el mismo. La separación del producto cristalizado es comúnmente conducida por centrifugación o por filtración. Una separación preferida comprende la filtración por presión de un lodo acuoso de formas puras de ácido carboxílico aromático y lavado del entortado filtrado que resulta de la filtración con un líquido que comprende agua como se describió en la Patente Norteamericana 5,175,355 la cual se incorpora aquí como referencia. El licor madre de purificación que permanece después de la recuperación de ácido carboxílico aromático purificado sólido de la mezcla de reacción de recuperación comprende agua y derivados hidrogenados de productos secundarios o impurezas presentes en el ¡material de partida de ácido carboxílico aromático impuro. El licor madre comúnmente también incluye cantidades menores de ácido !carboxílico aromático que permanecen en solución. Tales derivados hidrogenados incluyen compuestos apropiados para conversión a ácido carboxílico aromático por oxidación de fase líquida y por lo tanto en las modalidades preferidas de la invención, por lo menos una porción de tales derivados hidrogenados son transferidos directamente o indirectamente a una oxidación de fase líquida. El ácido carboxílico aromático residual presente en el licor madre también puede ser transferido directamente o indirectamente a la oxidación de fase líquida después de la separación de, o más preferiblemente, junto con, tales derivados hidrogenados. La transferencia de tales derivados y el ácido carboxílico aromático a la oxidación convenientemente se consigue por dirigir por lo menos una porción de un licor madre de purificación que permanece después de la separación de una forma pura sólida de ácido carboxílico aromático a un paso de oxidación de fase líquida. El contenido de agua de líquido madre de purificación puede alterar el balance de agua en la oxidación a menos que el agua de licor madre de purificación dirigido a una oxidación se considere para que entre en otras corrientes que pueden ser regresadas a una oxidación. La transferencia de impurezas hidrogenadas en un licor madre de purificación, solo o preferiblemente en combinación con el ácido carboxílico aromático presente en el licor madre, para la oxidación de fase líquida es preferiblemente obtenida sin alterar el balance de agua en la oxidación. Más preferiblemente, por lo menos una porción, y lo más preferiblemente substancialmente el total, de un licor madre líquido que permanece después de la separación del ácido carboxílico aromático purificado sólido de la mezcla de reacción de purificación líquida se transfiere directamente o indirectamente hacia una zona de separación de tratamiento de gas residual de una fase de vapor de alta presión extraída de la oxidación de conformidad con la invención en donde es utilizada como un líquido de reflujo. Por ejemplo, si una o más columnas de destilación son utilizadas para la separación de ácido carboxílico solvente y agua en una fase de vapor de alta presión generada por la oxidación de fase líquida de material de suministro aromático, el licor madre de purificación puede ser utilizado en su totalidad o en parte como reflujo para una o más columnas. El agua presente en el licor madre agregado co o reflujo es substancialmente vaporizado, introduciendo la fase de vapor en la torre, con agua contenida en la fase de vapor que sale de la torre llegando a ser parte del gas presurizado de separación. Los componentes de punto de ebullición más alto de licor madre, que incluyen impurezas hidrogenadas tales como productos secundarios de oxidación de fase líquida del material de suministro aromático para la oxidación y el ácido carboxílico aromático si está presente, permanecen substancialmente en la fase líquida y pueden ser regresados, directamente o indirectamente a una mezcla de reacción de oxidación de fase líquida, por ejemplo como parte de la fase líquida rica en ácido monocarboxílico solvente que resulta de una separación o en una corriente extraída separadamente de la separación. El reactor de purificación y las configuraciones del lecho de catalizador y los detalles de operación y cristalización y las técnicas de recuperación del producto y equipo útil en el proceso de conformidad con esta invención se describen en detalle adicional en las Patentes Norteamericanas 3,584,039, 4,626,598, 4,629,715, 4,782,181, 4,892,972, 5,175,355, 5,354,898, 5,362,908 y 5,616,792 las cuales se incorporan aquí co o referencia. La Figura 1 ilustra una modalidad preferida de esta invención. Una forma preferida del aparato, también representada en la figura, comprende un recipiente de reacción de presión nominal que define un volumen interior substancialmente cerrado adaptado para contener una mezcla de reacción líquida y una fase de vapor de reacción y que comprende por lo menos una entrada para introducir un líquido hacia el volumen interior, por lo menos una entrada para introducir un gas que comprende oxígeno y bajo presión al volumen interior, por lo menos una salida de producto líquido para extraer del volumen interior un producto que conprende un líquido o un lodo de sólido en un líquido, y por lo menos una ventilación para extraer un vapor superior de reacción de alta presión del volumen interior; un dispositivo de separación en comunicación fluida con el recipiente de reacción para recibir dentro del dispositivo un vapor superior de reacción de alta presión extraído de por lo menos de una ventilación en el recipiente de reacción y que copprende por lo menos una columna que copprende por lo menos una entrada de vapor adaptada para recibir el vapor superior de reacción de alta presión para fluir a través de la columna, por lo menos una ¡entrada de líquido adaptada para recibir el líquido de reflujo para fluir a través de la columna en sentido contrario al flujo de vapor superior de reacción de alta presión, un medio dentro de la columna y entradas de vapor intermedio y de líquido posicionadas y que proporciona una superficie para poner en contacto las fases de gas y líquida dentro de la columna de manera que una fase de vapor de reacción de alta presión que conprende el ácido monocarboxílico gaseoso Cl-8 y el vapor de agua recibido dentro de la columna está separada dentro de la fase líquida rica en ácido monocarboxílico Cl-8 pero pobre en agua y una corriente superior gaseosa de alta presión que copprende agua y no más de aproximadamente 10% del ácido monocarboxílico Cl-8 en el vapor superior de reacción de alta presión recibido dentro de la columna, por lo menos una salida de líquido para extraer un liquido del mismo, y por lo menos una ventilación localizada sobre la entrada de líquido para extraer de la columna de corriente superior gaseosa de alta presión que copprende agua; por lo menos un medio de condensación en comunicación fluida con el dispositivo de separación para recibir una corriente superior gaseosa de alta presión que copprende agua que copprende por lo menos una entrada de gas adaptada para recibir la corriente superior gaseosa de alta presión que copprende agua, por lo menos una ventilación adaptada para extraer un gas residual de alta presión del medio de intercambio de calor, el medio de transferencia de calor para intercambiar calor entre una corriente superior gaseosa de alta presión introducida dentro del medio de intercambio de calor y un medio de transferencia de calor y condensado parcialmente del gas un líquido que comprende agua; y un medio de expansión para extraer energía en la forma de trabajo que copprende por lo menos una entrada de gas para recibir el gas residual de alta presión del medio de condensación y por lo menos una salida de gas para expulsar una corriente de gas de ventilación a una presión inferior que la presión de entrada. De acuerdo a lo mostrado en la Figura 1, el recipiente de reacción de oxidación 4 comprende una cubierta cilindrica que define un volumen interior substancialmente cerrado. Durante el uso, una porción inferior de volumen interior contiene un cuerpo de reacción liquida mientras un vapor superior de reacción está contenido en una porción del volumen interior sobre el nivel de líquido. El volumen interior está en comunicación con el exterior del recipiente de reacción a través de una pluralidad de entradas a través de las cuales material de suministro aromático líquido, solvente y formas solubles de catalizador se introducen de los recipientes de carga líquida (no se muestra) y aire comprimido u otra fuente de gas de oxígeno se introduce de un comprensor u otro dispositivo apropiado (no se muestra) . Las entradas preferiblemente están dispuestas de manera que los componentes líquidos y gaseosos son introducidos abajo del nivel de líquido en el interior del recipiente. El recipiente de reacción 4 también incluye por lo menos una salida para extraer del interior una mezcla de reacción de fase líquida que incluye un producto crudo que conprende ácido carboxílico aromático y productos secundarios de oxidación, lo mismo típicamente está presente en solución en el líquido o como partículas sólidas suspendidas o en forma de lodo en el líquido o ambas disueltas y suspendidas en el líquido. El recipiente de reacción 4 también comprende por lo menos una ventilación o salida para extraer del interior del recipiente de una fase de vapor de reacción de alta presión evaporada del cuerpo de reacción líquido por medio de la línea 111. Tal ventilación preferiblemente está situada para corresponder a una porción superior del recipiente cuando está en posición para utilizarse en el proceso. Un diseño de recipiente de reacción preferido es un recipiente substancialmente cilindrico que tiene un eje central que se extiende substancialmente verticalmente cuando el recipiente se coloca para utilizarse en el proceso. El recipiente está adaptado para utilizarse con un mecanismo de agitación con el eje que tiene uno o más impulsores montados sobre el mismo y capaces de ser girados dentro del interior del recipiente de reacción para agitar la mezcla de reacción líquida presente en el recipiente durante el uso en el proceso. En modalidades preferidas de la invención, por lo menos dos impulsores o características de mezclado son montadas sobre el eje para el mezclado de componentes líquidos y gaseosos dentro del cuerpo de reacción líquida sin el establecimiento adverso de sólidos en las porciones inferiores del recipiente. Los impulsores de flujo axiales, configurados generalmente como propulsores, mezcladores de flujo radial, tales como turbinas de disco con aspas planas, elementos de mezclado de banda helicoidal, turbinas de aspas inclinadas con aspas inclinadas con flujo ascendente o descendente, mezcladores tipo ancla que proporcionan predominantemente flujo tangencial y otras configuraciones son apropiadas para mezclar el sistema de reacción de oxidación de fase líquida y preferiblemente se utilizan en diferentes combinaciones para explicar mayor contenido de sólidos en regiones inferiores de la mezcla de reacción líquida, mayor contenido de gas en regiones superiores y otras características de la mezcla de reacción de fase líquida que puede variar a través del cuerpo líquido. Otros diseños se describen en la Patente Norteamericana 5,198,156, que describe elementos de mezclado con aspas giratorias, que se extienden radialmente, montadas sobre un rotor plano y tienen una configuración de hueco plano con un borde principal discontinuo, un borde de salida continuo, ausencia de superficies cóncavas externas y un extremo externo abierto y utilizadas preferiblemente conjuntamente con un tubo vertical o un rociador perforado de gas para la distribución de gas, y la Patente Norteamericana 5,904,423, la cual describe un mezclador en el cual los elementos de agitación se montan en un ángulo hacia abajo en un eje central giratorio, y son en forma de cuña en la dirección del movimiento a través del líquido, con extremos internos radiales de los bordes de salida de las aspas orientadas hacia afuera en la dirección del movimiento de las aspas, y utilizado con características para introducir un gas de abajo de los elementos de agitación en una cavidad central formada por un disco cónico en un extremo del eje. Por lo menos esas porciones del recipiente de reacción, eje de agitador y elementos de mezclado que entran en contacto con la mezcla de reacción líquida y el vapor superior de reacción utilizado en el proceso se construyen de materiales substancialmente resistentes a la corrosión. Ejemplos incluyen metal de titanio y aleaciones y aceros inoxidables dobles. Se prefiere el metal de Titanio. En la Figura 1, el vapor superior de reacción del recipiente de reactor 4 es dirigido por medio la línea 111 hacia una columna de destilación de alta eficiencia 6 que tiene un empaque de alta eficiencia tal como Koch FLEXIPAC, un tipo de empaque estructurado disponible de KGGP LLC, y tiene por lo menos 20, preferiblemente por lo menos 30, etapas teóricas.

Preferiblemente, la columna de destilación es una columna o torre de presión nominal, o una serie de columnas o torres, equipadas por lo menos de una entrada para recibir un vapor superior de reacción de alta presión, por lo menos una entrada para la introducción de líquido de reflujo, por lo menos una salida para extraer una corriente superior gaseosa de alta presión de la separación, y una zona de fraccionamiento que comprende una estructura intema que proporciona la superficie para promover la transferencia másica entre el gas que fluye contracorriente y las fases líquidas suficientes para proporcionar las etapas de equilibrio teóricas apropiadas para la separación del ácido monocarboxílico de solvente y agua en la fase de vapor es un dispositivo de separación preferido. Preferiblemente, el dispositivo está diseñado para la introducción de un gas de entrada dentro de una porción inferior de la columna o torre y la introducción de líquido de reflujo en una o más ubicaciones superiores en relación con la entrada de gas y con una zona de fraccionamiento colocada intermedia de manera que la contracorriente que fluye a través del mismo resulta del paso hacia arriba de la fase de vapor y del flujo hacia abajo, bajo la fuerza de gravedad, de líguido suministrado como reflujo y condensado a partir de la fase de vapor ascendente. Las características adicionales de tal torre o columna pueden comprender uno o más puertos de entrada o salida para la extracción o adición de una o más corrientes de gas o -líquido, por ejemplo, la extracción de un líquido rico en ácido -monocarboxílico separado de la fase de vapor. El dispositivo de separación también puede ser proporcionado con un evaporador u otros medios apropiados para la entrada de calor suplemental aunque tales medios no son normalmente necesarios cuando una fase de vapor de reacción de alta presión de un recipiente de reacción de oxidación de fase líquida se introduce substancialmente directamente al dispositivo o de otra manera sin enfriamiento apreciable debido a que el reactor de oxidación sirve con eficiencia como un evaporador por causa de la naturaleza exotérmica de la reacción de oxidación. En modalidades preferidas, la asociación directa o acoplamiento estrecho del reactor de oxidación y el dispositivo de separación son efectuados por la conexión directamente o por la tubería de presión nominal apropiada u otros conductos entre una o más ventilaciones en el recipiente de reacción de oxidación y una o más entradas de gas a un dispositivo de separación, de manera que una fase de vapor de reacción bajo condiciones de reacción de fase líquida es extraída del recipiente de reacción e introducida dentro del dispositivo de separación a la misma o substancialmente la misma temperatura y presión como en la zona de la reacción. Preferiblemente, el dispositivo de separación es capaz de separar agua y vapores de ácido monocarboxílico de solvente en el vapor superior de reacción de alta presión introducido al dispositivo de manera que una fase líquida con por lo menos aproximadamente 60 a 85 partes por peso de ácido monocarboxílico de solvente por cien partes por peso del líquido y un gas de alta presión que contiene aproximadamente 45 a 65 partes por peso de agua por cien partes por peso del gas son formados. Para lograr tal separación, la zona de fraccionamiento del dispositivo de separación es configurado con una pluralidad de etapas de equilibrio teóricas tales como pueden ser proporcionadas por las bandejas internas, el empaque estructurado u otra estructura que proporciona superficies dentro del interior del dispositivo para transferencia másica entre las fases gaseosas y líquidas presentes en el dispositivo. Por lo menos aproximadamente 20 etapas de equilibrio teóricas se prefieren para tales separaciones. La eficiencia de separación incrementa con el incremento de las etapas de equilibrio teóricas, otras cosas son iguales, no hay ningún límite superior teórico al número de etapas de equilibrio que se pueden incluir en los dispositivos de separación utilizados de conformidad con la invención. Sin embargo, para propósitos prácticos, la separación de manera que una salida de gas del dispositivo de separación contiene 10% en peso o menos del contenido de ácido monocarboxílico de solvente de la fase de vapor de entrada al dispositivo puede ser cumplida con por ;lo menos 20 etapas de equilibrio teóricas y grados de separación más allá del proporcionado por aproximadamente 70 etapas que producen etapas adicionales imprácticas o económicamente ineficientes. Un dispositivo de separación preferido con el empaque estructurado tiene por lo menos aproximadamente 3 lechos o zonas de empaque, y más preferiblemente aproximadamente 4 hasta aproximadamente 6 lechos, para proporcionar la superficie adecuada y las etapas de equilibrio teóricas para la separación. Un ejepplo de un material de empaquetamiento apropiado es el empaque estructurado Flexipac, el cual está disponible de KGGP LLC en la forma de laminas finas de metal corrugado dispuestas en una relación de cruce para crear canales de flujo y de manera que sus intersecciones producen los puntos de mezclado para las fases de vapor y líquido. Para un dispositivo preferido de separación con bandejas, las bandejas en la forma o tamiz o bandejas de tapa de burbuja son preferidas y preferiblemente tienen eficiencias de separación de aproximadamente 40 hasta aproximadamente 60%. El número de bandejas para un número dado de etapas teóricas de equilibrio puede ser calculado al dividir el número de etapas por la eficiencia de las bandejas. Durante el uso del proceso, las fases líquidas y gaseosas introducidas en el dispositivo de separación y presentes en el mismo están en temperaturas elevadas e incluyen agua, ácido monocarboxílico y otros componentes corrosivos, por ejepplo, conpuestos de bromo y sus productos de disociación tales como bromuro de hidrógeno que están presentes en un gas superior de reacción de oxidación cuando el ¡catalizador utilizado para la oxidación incluye una fuente de bromo. Por lo tanto, en modalidades preferidas de la invención, la estructura interna y otras características del dispositivo de separación que entran en contacto con gases y líquidos durante la operación de proceso se construyen de metales apropiados para resistir la corrosión y otros daños debido a tales contactos. El metal de titanio es un material de construcción preferido para tales superficies, incluyendo bandejas, empaques u otra estructura de la zona de fraccionamiento. Las superficies de titanio de tal estructura pueden estar sujetas a la acumulación indeseable de depósitos sólidos que comprenden óxidos de hierro de impurezas presentes en s diferentes líquidos de proceso circulados a través del equipo. Los procesos para controlar acumulaciones de depósitos de óxido de hierro o contenido de impurezas de hierro soluble en líquidos de proceso se describen en las Patentes Norteamericanas 6,852,879 y 2002/374719 comúnmente asignadas que se incorporan aquí como referencia. De acuerdo a lo mostrado en la Figura 1, la columna de destilación de alta eficiencia 6 realiza una separación de alta eficiencia del vapor superior de reacción. Una corriente inferior líquida 121 que resulta de la separación de alta eficiencia y principalmente conprende solvente de ácido acético se regresa al recipiente de reactor 4. El dispositivo de separación del aparato de conformidad con este aspecto de la invención está en comunicación fluida con un medio de condensación. El medio de condensación está adaptado para recibir una 'corriente de gas que comprende la corriente superior gaseosa de alta presión extraída del dispositivo de separación y condensar parcialmente a partir de la corriente superior gaseosa de alta presión un condensado líguido que comprende agua substancialmente libre de inpurezas orgánicas, también dejando un gas residual de condensador de alta presión que conprende componentes no condensables del gas introducido al dispositivo de separación y desde aproximadamente 40 % en peso hasta aproximadamente 80 % en peso del vapor de agua presente en la corriente superior gaseosa de alta presión. El medio de condensación también copprenden por lo menos una salida para extraer líquido de condensación condensado del gas introducido a los mismos y un medio de intercambio de calor indirecto para transferir calor entre el gas de entrada y un fluido de intercambio de calor que es introducido al dispositivo en una temperatura o presión inferior y extraído a una temperatura o presión más alta. El medio de condensación opcionalmente también incluye medios para dirigir el líquido de condensación al equipo de purificación, con tales medios preferiblemente estando en comunicación fluida con por lo menos un recipiente o un medio que recibe líquido en un aparato de proceso de purificación de manera que el líquido condensado extraído a través de una salida para la extracción de condensado se puede transferir directamente al equipo de purificación. El medio de condensación puede comprender un único o una serie de dispositivos de intercambio de calor, tales como intercambiadores de calor de tubo y cubierta, intercambiadores de calor de placa y marco u otros dispositivos de intercambio de calor apropiados, en los cuales el calor del gas de entrada se transfiere a un medio de intercambio de calor tal como agua, vapor u otro fluido de transferencia de calor, para incrementar la temperatura o presión del fluido de intercambio de calor. El uso de dispositivos de intercambio de calor múltiples en serie puede ser ventajoso para generar vapor u otros fluidos de intercambio de calor a diferentes presiones o temperaturas, y líquido condensado en diferentes temperaturas, para tratamientos con diferentes requerimientos o preferencias de presión de vapor y temperatura de líquido. El condensador se construye típicamente de metales o aleaciones caracterizadas por la resistencia a la corrosión apropiada a la naturaleza de las corrientes gaseosas de alta temperatura y enfriado de líquidos circulados o presentes en el mismo durante el uso de proceso. Se prefieren las superficies internas de acero inoxidable aunque otros metales y aleaciones son también apropiados. Refiriéndose otra vez a la Figura 1, una corriente superior gaseosa de alta presión 123 que resulta de la separación de alta eficiencia y principalmente copprende agua y también contiene gas de oxidante sin reaccionar sea dirigido a un condensador 8 en donde es parcialmente condensado de manera que el agua en la corriente superior gaseosa de alta presión 123, y preferiblemente desde aproximadamente 30 % en peso hasta aproximadamente 50 % en peso del agua en la corriente superior de alta presión, es convertida a la forma líquida y transferida por medio de la línea 25 a la parte superior de la columna de destilación 6 de alta eficiencia para utilizarse como reflujo en la columna. La energía es extraída durante la condensación parcial por el intercambio de calor del condensador 8 con material disipador de calor apropiado tal cemo agua. El gas residual de alta presión está dirigido desde el condensador 8 hasta un precalentador 10 en donde es calentado. El gas residual de alta presión calentado 129 está dirigido a una unidad de tratamiento oxidativa 12 en donde los componentes y los subproductos orgánicos en el gas residual calentado de alta presión 129 son oxidizados para los conpuestos más apropiados para la dirección ambiental beneficiosa. El gas residual oxidizado de alta presión 131 se dirige a un expansor 14 el cual está conectado con el generador 16. La energía del gas residual oxidizado de alta presión 131 se convierte a trabajo en el expansor 14 y tal trabajo es convertido a energía eléctrica 135 por el generador 16. El gas de ventilación 133 que sale del expansor 14 es preferiblemente tratado antes de liberarse en la atmósfera. Tal tratamiento puede incluir lavado cáustico, para extraer cualquier inpureza restante, tal como bromo, antes de la liberación atmosférica. Tal tratamiento puede también incluir extraer agua que puede ser utilizada en otra parte en el proceso, utilizada en procesos relacionados, utilizada en otros procesos o ser desechada. En esquemas de recuperación de energía existentes, en lugar de condensar parcialmente la corriente superior gaseosa de alta presión 123 con el uso del condensador 8, la corriente superior gaseosa de alta presión 123 habría sido condensada totalmente y la energía sería extraída durante la condensación completa al intercambiar calor del material disipador de calor apropiado. El gas residual de alta presión ¡que resulta de la condensación completa seria comprendido en gran parte -del gas de nitrógeno y de otros productos no condensables y tendría muy poca, si existe, agua. Tal gas residual de alta presión que resulta de la condensación completa puede estar sometido a la recuperación de energía adicional con el uso de ?n extensor. Tal esquema de condensación completo, sin embargo, resulta en significantemente menos energía de recuperación que la de la combinación de la recuperación de energía térmica con el uso de condensación parcial y recuperación de energía en la forma de trabajo de conformidad con esta invención. Aunque la condensación parcial resulta en menos recuperación de energía del proceso de extracción de calor, el incremento en la recuperación de energía de la extracción de trabajo es mayor que la energía no recuperada del proceso de extracción de calor. El efecto benéfico inesperado de esta invención se puede demostrar adicionalmente con referencia a la Figura 2, que es un ejemplo comparativo de la recuperación de energía de oxidación de la fase líquida de hidrocarburos aromáticos para producir los ácidos carbaxílicos aromáticos, y con referencia a la Figura 3. En la Figura 2, el vapor superior de reactor 111 del reactor 4 está dirigido a una columna de destilación de alta eficiencia 6 la cual realiza una separación de alta eficiencia del vapor superior del reactor 111. Una corriente inferior líquida 121 de la columna de destilación de alta eficiencia 6 se regresa al reactor 4. En la Figura 2, una corriente superior gaseosa de alta presión 223 está dirigida a un precalentador 20 en donde se calienta en preparación para el tratamiento de oxidación para la destrucción de impurezas orgánicas en el gas residual. La corriente calentada de alta presión 229 está dirigida a una unidad de tratamiento para la oxidación catalítica 22 en donde los componentes y productos secundarios orgánicos en la corriente calentada de alta presión 223 son oxidizados para los compuestos más apropiados para la administración ambiental benéfica. La corriente superior oxidizada de alta presión 231 es dirigida a un extensor 24 para la recuperación de energía y gas de ventilación agotado de energía 233 sale del extensor 24. La energía de la corriente oxidizada de alta presión 231 es convertida a trabajo en el expansor 24 y tal trabajo es convertido a energía eléctrica 235 por el generador 26. La Figura 3 ilustra sorpresivamente la recuperación beneficiosa de la energía conseguida en una modalidad de esta invención con respecto a modalidades comparables de ciertos otros métodos bajo condiciones de proceso similares. Los ejemplos A, B y C representan la energía que sería recuperada de un proceso de oxidación de la fase líquida para convertir hidrocarburos aromáticos en ácidos carboxílicos aromáticos que tienen una estequiometría de 2 moles de oxígeno consumidos para cada mol de hidrocarburo aromático producido, en donde el reactor es operado a aproximadamente 197°C y ¡aproximadamente 16 kg/cm2, y en donde el ácido acético es utilizado como un solvente de reacción y la fase líquida es .mantenida a aproximadamente 14 % en peso de agua y en donde el vapor superior de reactor comprende aproximadamente 5 % en peso de oxígeno. En tal proceso, se realiza una separación de alta eficiencia sobre el vapor superior del reactor de manera que arriba del 98 % en peso del ácido acético presente en el vapor superior de reactor es extraído para formar una corriente superior gaseosa de alta presión. La Barra A representa la energía recuperada en tal proceso si la energía fue extraída como calor con el uso de condensación completa de la corriente superior gaseosa de alta presión y energía adicional de trabajo fue extraída al someter gas residual de alta presión de tal condensación completa (conteniendo sobre todo nitrógeno y otros productos no condensables) a recuperación de energía adicional en la forma de trabajo con el uso de un expansor. El área llena de la barra representa energía recuperada en la forma de trabajo de la expansión y el área clara de la barra representa energía recuperada en la forma de calor usando un condensador. La barra B muestra la energía recuperada en un proceso con el uso de las mismas condiciones de oxidación y separación de alta eficiencia de acuerdo a lo utilizado para la barra A si la recuperación de energía fue conducida como se muestra en la Figura 2. El proceso de la Figura 2 no involucra la recuperación de energía térmica de condensación y confía solamente en la recuperación de energía en la forma de trabajo al dirigir la corriente superior gaseosa de alta presión a un expansor. La barra C representa la energía recuperada, con el uso de las mismas condiciones de oxidación y la separación de alta eficiencia de acuerdo a lo utilizado para la barra A, si la recuperación de energía fue conducida de conformidad con una modalidad de esta invención. Una comparación entre las barras A y B manifiesta menos del 2% de diferencia en la energía recuperada si el proceso es conducido de conformidad con la Figura 2 o con el uso de un esquema de recuperación de energía con el uso de la condensación completa seguida por la expansión de gases no condensables. Con base en la energía recuperada en esfuerzos del estado previo de la técnica para recuperar energía del vapor superior del reactor de oxidación de la oxidación de la fase líquida de hidrocarburos aromáticos para formar ácidos carboxílicos aromáticos, no se esperaba que un proceso conducido de acuerdo con esta invención alcanzara ningún aumento significativo en la energía recuperada. Sin embargo, como se muestra por la barra C, los inventores han encontrado sorpresivamente que esta invención puede conseguir más del 16% de incremento en la recuperación de energía con respecto a la barra A. Aun cuando menos energía se recupera del condensador como resultado de la condensación parcial, el incremento mayor en energía sorpresivamente recuperada del expansor resulta en la mayor recuperación total de energía. La recuperación de energía significativamente mayor realizada por esta invención permite la utilización más eficaz de fuentes de energía y reduce significativamente el consumo de energía neto en la elaboración de ácidos carboxílicos aromáticos de hidrocarburos aromáticos. Además, tal recuperación significativamente mayor de energía reduce significativamente la energía neta necesitada para producir muchos compuestos de polímero y químicos que se derivan de los ácidos carboxílicos aromáticos. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un proceso para la recuperación de energía durante la producción de ácidos aromáticos carboxílicos por la oxidación de la fase líquida de hidrocarburos aromáticos en donde el vapor superior de reacción que comprende el solvente de reacción y agua es formado, caracterizado porque comprende los pasos de: a) realizar una separación de alta eficiencia en el vapor superior de reacción para formar una corriente superior gaseosa de alta presión que comprende agua e impurezas orgánicas; ¡ b) recuperar energía térmica de la corriente superior gaseosa de alta presión por intercambio de calor con un material de disipación térmica apropiado de manera que se forma un condensado que comprende desde aproximadamente 20 % en peso hasta aproximadamente 60 % en peso del agua presente en la corriente superior gaseosa de alta presión y se forma un gas residual de alta presión; y c) recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende el paso de oxidizar por lo menos una porción de las impurezas orgánicas al someter el gas residual de alta presión a oxidación térmica antes de la recuperación de energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de recuperación de energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión comprende dirigir por lo menos una porción del gas residual de alta presión a un expansor.

4. Un proceso para la producción de ácido carboxílico aromático, caracterizado porque comprende los pasos de: a) oxidizar, en una zona de reacción que comprende por lo menos un recipiente de reacción, un hidrocarburo aromático con un gas oxidante para formar un ácido carboxílico aromático en un solvente de reacción que comprende un ácido monocarboxílico C?-C8 en la presencia de un catalizador que comprende por lo menos un metal pesado con peso atómico en el intervalo de aproximadamente 23 hasta aproximadamente 178 y un promotor de halógeno bajo condiciones de fase líquida a temperaturas en el intervalo desde aproximadamente 120°C hasta aproximadamente 250°C para formar un producto de ácido carboxílico aromático y un vapor superior de reacción que comprende agua y vapores de solvente; b) llevar a cabo una separación de alta eficiencia en el vapor superior de reacción para formar una corriente inferior líquida que comprende por lo menos 95% en peso del solvente del vapor superior de reacción y una corriente superior gaseosa de alta presión que comprende por lo menos 50% en peso del agua de la porción removida del vapor superior de reacción; c) recuperar energía en la forma de calor por intercambio de calor de la corriente superior gaseosa de alta presión con un material de disipación térmica apropiado de manera que se forme un condensado que comprende desde aproximadamente 20% en peso hasta aproximadamente 60% en peso del agua en la corriente superior gaseosa de alta presión y se forme un gas residual de alta presión; d) y recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4 caracterizado porque además comprende el paso de regresar por lo menos una porción de la corriente inferior líquida a la zona de reacción.

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el paso de recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión comprende dirigir por lo menos una porción del gas residual de alta presión a un expansor.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el solvente monocarboxílico Cx-Cß es ácido acético.

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque por lo menos un metal pesado apropiado comprende cobalto y uno o más metales secundarios seleccionados del grupo que consiste de manganeso, cerio, zirconio y hafnio.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque por lo menos un metal pesado apropiado está presente en una cantidad que varía desde aproximadamente 100 ppm en peso hasta aproximadamente 60Ó0 ppm en peso.

10. El proceso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el promotor de halógeno es un promotor de bromo.

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el promotor de bromo comprende uno o más compuestos de bromo seleccionados del grupo que consiste de Br2 , HBr, NaBr, KBr, NH Br, bromuro de bencilo, ácido bromoacético, ácido dibromo acético, tetrabromoetano, dibromuro de etileno, bromuro de bromoacetilo, bromoantraceno , y dibromoantraceno .

12. El proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el paso de recuperar energía en la forma de trabajo del gas residual de alta presión comprende dirigir por lo menos una porción del gas residual de alta presión a un expansor.

13. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la oxidación es conducida a una presión en el intervalo desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40 kg/cm2 de manómetro.

14. El proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el ácido carboxílico aromático es ácido tereftalico.

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 14 caracterizado porque el hidrocarburo aromático comprende paraxileno.

16. Un aparato para la recuperación eficiente de energía de vapor superior de reacción formada durante la producción de ácido carboxílico aromático por la oxidación de fase líquida de hidrocarburo, caracterizado porque comprende : a) un recipiente de reacción que tiene una ventilación para extraer el vapor superior de reacción; b) un aparato de separación de alta eficiencia en comunicación fluida con el recipiente de reacción que tiene por lo menos una entrada de vapor para recibir el vapor superior de reacción del recipiente de reacción, por lo menos una entrada de líquido para recibir líquido para un contacto en contracorriente con el vapor superior de reacción, por lo menos una salida de líquido para extraer líquido y por lo menos una salida de gas para extraer una corriente superior gaseosa de alta presión; c) un condensador en comunicación fluida con el aparato de separación de alta eficiencia, el condensador está adaptado para extraer energía de la corriente superior gaseosa de alta presión al condensar parcialmente por lo menos una porción de la corriente superior gaseosa de alta presión e intercambiar calor con un material de disipación térmica; y d) un expansor en comunicación fluida con el condensador que tiene por lo menos una entrada para 'recibir gas residual que comprende agua y por lo menos una salida para expulsar gas de ventilación a una presión más baja que el gas residual.

17. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el aparato de separación de alta eficiencia tiene una o más columnas de destilación de alta eficiencia.

18. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el condensador está adaptado para condensar desde aproximadamente 20% en peso hasta aproximadamente 60 % en peso de agua presente en la corriente gaseosa superior de alta presión.

19. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende una unidad de oxidación térmica en comunicación fluida con el condensador y el expansor.

20. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el condensador está adaptado para regresar fluido condensado del condensador al aparato de separación de alta eficiencia.