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MX2010012162A - Recuperacion de energia. - Google Patents

Recuperacion de energia.

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MX2010012162A
MX2010012162A MX2010012162A MX2010012162A MX2010012162A MX 2010012162 A MX2010012162 A MX 2010012162A MX 2010012162 A MX2010012162 A MX 2010012162A MX 2010012162 A MX2010012162 A MX 2010012162A MX 2010012162 A MX2010012162 A MX 2010012162A
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MX
Mexico
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gas
reactor
gaseous
stream
gas stream
Prior art date
Application number
MX2010012162A
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Graham Robert Aird
Harald B Carrick
Graeme Humphries
Original Assignee
Invista Tech Sarl
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Abstract

La invención se refiere a un método y aparato para recuperar energía de la corriente gaseosa producida por una reacción de oxidación. De manera específica, la invención se basa en el calentamiento de la corriente gaseosa de la reacción de oxidación a una temperatura de al menos 800°C y recuperar la energía a través de una turbina de gas. La etapa de compresor de la turbina de gas comprime el oxidante alimentado al reactor por lo que compensa al menos parcialmente el costo de proporcionar las condiciones de reacción de alta temperatura y de alta presión en el reactor. La invención también proporciona control mejorado del sistema de recuperación de energía al optimizar la eficiencia de la turbina de gas al alimentar gas a la corriente gaseosa para modular el flujo de gas a la turbina con relación al flujo de descarga del compresor a fin de compensar el consumo de oxidante en el reactor.

Description

RECUPERACION DE ENERGIA Campo de la Invención Esta invención se refiere a un método para recuperar energía de la corriente gaseosa ("gas residual") producida por una reacción de oxidación, por ejemplo, las oxidaciones de para-xileno (PX) a ácido tereftálico (TA) y dimetil-tereftalato (DMT) o de ciclohexano a ciclohexanona/ciclohexanol . La invención también se refiere a un reactor que comprende un sistema de recuperación de energía. Adicionalmente, la invención se refiere a un proceso para preparar un ácido carboxílico aromático por la oxidación en fase líquida de un precursor de ácido carboxílico aromático por medio de lo que se recupera la energía.
Antecedentes de la Invención Muchos procesos industriales de química de síntesis, por ejemplo, la oxidación sintética de para-xileno (PX) a ácido tereftálico (TA) , y procesos químicos destructivos, por ejemplo la oxidación de desperdicio orgánico, se presentan a altas temperaturas y a altas presiones. Por ejemplo, la producción de TA comprende típicamente la oxidación en fase líquida de materia prima de PX usando oxígeno molecular en ácido acético, en la presencia de un sistema de catalizador de metal pesado disuelto que incorpora usualmente un promotor, tal como bromo como se Ref. 215345 describe en la patente de los Estados Unidos número 2,833,816. En general, de manera continua se alimentan ácido acético, oxígeno molecular en la forma de aire, para-xileno y catalizador en el reactor de oxidación a temperatura y presión elevadas, típicamente una temperatura de aproximadamente. 150°C a aproximadamente 250°C y una presión de aproximadamente 600 kPa a aproximadamente 2500 kPa.
La oxidación de para-xileno produce una corriente gaseosa de alta presión (o "gas residual") que comprende nitrógeno, oxígeno sin reaccionar, dióxido de carbono, y donde se usa bromo como un promotor, bromuro de metilo. Además, debido a que la... reacción es exotérmica, frecuentemente se deja que el solvente de ácido acético se evapore para controlar la temperatura de reacción y se remueve en la corriente gaseosa. Este vapor se condensa de forma típica y la mayoría del condensado se somete a reflujo al reactor, con algo de condensado que se retira para controlar la concentración de agua en el reactor. La porción de la corriente gaseosa que no se condensa ya sea se desfoga, o se hace pasar a través de una unidad de combustión catalítica (CCU) para formar un efluente ambientalmente aceptable como se describe en la publicación O 96/39595. Se han desplegado cámaras de combustión catalítica en plantas de TA típicamente -corriente arriba de un expansor. Su función es quemar catalíticamente compuestos orgánicos volátiles (VOC) y monóxido de carbono.
La corriente gaseosa del reactor contiene una cantidad significativa de energía. Esta energía se puede recuperar para compensar al menos parcialmente el costo de obtener las altas temperaturas y presiones requeridas en el reactor de oxidación. Por ejemplo, O 96/11899 y JP 8-155265 describen la dirección de la corriente gaseosa de alta presión a un medio para recuperar energía, por ejemplo un expansor, que está conectado a un generador eléctrico u otro equipo que requiere trabajo mecánico, tal como un compresor. La recuperación de energía usando un expansor (por ejemplo, como se describe en WO 96/39595) se lleva a cabo de manera convencional a temperaturas de aproximadamente 150-750°C, típicamente 450°C. Sin embargo, el alcance es mejorar la recuperación de energía usando un expansor por cambios a la configuración del proceso de producción y los medios para recuperar energía del proceso, por ejemplo como se describe en API 616 Gas Turbines for the Petroleum, Chemical and Gas Industry Services.
El proceso producción de TA requiere una fuente de calor por arriba de 300°C para calentar la corriente de alimentación al reactor de hidrogenación de la planta de purificación. Esta faena se logra típicamente usando una fuente de Vapor de Alta Presión ^HP) (100 bares, 311°C) . Normalmente, el vapor de HP para este propósito se importa de un proveedor de servicios o se desarrolla en el sitio después de la instalación de un montaje empacado de caldera.
De manera similar, algo de la energía para el proceso de PTA se proporciona típicamente por un proveedor de servicios ..
Por lo tanto, es un objeto de la invención proporcionar un sistema mejorado de recuperación de energía con potencial de uso reducido en planta de vapor de HP y un método para recuperar más energía junto con la generación de vapor de HP de las corrientes gaseosas de las reacciones de oxidación .
Breve Descripción de la Invención De acuerdo con la presente invención, se ha encontrado un método para mejorar la recuperación de energía de un reactor de oxidación al calentar la corriente gaseosa del reactor de oxidación a mayores temperaturas (por ejemplo al menos 800°C) y para recuperar energía a través de un expansor (turbina) . A estas temperaturas, los expansores proporcionan una recuperación significativamente mejorada de energía con relación a los expansores a aproximadamente 450°C, la recuperación mejorada de energía compensa más los costos adicionales de calentar el gas residual. La energía adicional recuperada de la corriente gaseosa de mayor temperatura se puede utilizar dondequiera en el proceso de oxidación. La presente invención se puede caracterizar por un método para recuperar energía de una reacción de oxidación que produce una corriente gaseosa, la reacción que se lleva a cabo en un reactor de oxidación continua alimentado con oxidante gaseoso, que comprende: (a) calentar la corriente gaseosa a una temperatura de al menos 800°C; (b) alimentar la corriente gaseosa a una turbina de gas que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el comprensor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor .
Breve Descripción de las Figuras Las figuras describen ejemplos de las diferentes modalidades (configuraciones y modos) de la presente invención .
La Figura 1 es un diagrama esquemático de proceso que ilustra una modalidad de la invención en la cual: se comprime aire en el compresor de la turbina de gas y se alimenta a un reactor de oxidación en el cual se hace reaccionar. La corriente gaseosa del reactor se condensa para remover los condensables, se calienta, y entonces se hace reaccionar en una unidad de combustión catalítica. El vapor o gas se calienta en el calentador indirecto y luego se adiciona a la corriente gaseosa catalíticamente quemada antes de que se caliente en un calentador indirecto. El combustible y el aire precalentados en el calentador indirecto se alimentan al calentador para proporcionar una fuente de calor. La corriente gaseosa, caliente, resultante entonces se pone en contacto con un combustible limpio y con aire de reposición de la descarga del compresor y se hace reaccionar en una cámara de combustión de quema directa para generar la temperatura deseada del gas. El gas residual de la cámara de combustión entonces se alimenta a la turbina de la cual se recupera la energía. Los gases calientes de desfogue de la turbina se enfrían para recuperar calor y entonces se descargan a la atmósfera.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: se comprime aire en él compresor de la turbina de gas luego se comprime adicionalmente en un compresor de refuerzo. El aire comprimido se alimenta en un reactor de oxidación en el cual se hace reaccionar. La corriente gaseosa del reactor se condensa para remover los condensables, se calienta y luego se hace reaccionar en una unidad de combustión catalítica. Se calienta a vapor o .gas en el calentador indirecto y luego se adiciona a la corriente gaseosa catalíticamente quemada antes de que se caliente en un calentador indirecto. Se precalientan combustible y aire en el calentador indirecto luego se alimentan al calentador para proporcionar una fuente de calor. La corriente gaseosa, caliente, resultante entonces se pone en contacto con un combustible limpio y con aire de reposición de la descarga del compresor y se hace reaccionar en una cámara de combustión de quema directa para generar la temperatura deseada del gas. El gas residual de la cámara de combustión entonces se alimenta a la turbina de la cual se recupera la energía. Los gases calientes de desfogue de la turbina se enfrían para recuperar calor y luego se descargan a la atmósfera.
La Figura 3 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: se comprime aire en el compresor de la turbina de gas y se alimenta a un reactor de oxidación en el cual se hace reaccionar. La corriente gaseosa del reactor se condensa para remover condensables, se calienta, luego se hace reaccionar en una unidad de combustión catalítica. La corriente gaseosa se enfría y se trata, por ejemplo por un depurador para remover los componentes reactivos tal como HBr y Br2 y luego se comprime en un compresor de refuerzo. El compresor de refuerzo de usa para mantener la presión requerida de la corriente gaseosa del reactor a través del tratamiento gaseoso a la turbina. Se calienta vapor o gas en el calentador indirecto y se adiciona a la corriente gaseosa tratada y recalentada antes de que se caliente en un calentador indirecto. La corriente gaseosa, caliente, resultante entonces se pone en contacto con un combustible limpio y con aire de reposición de la descarga del compresor y se hace reaccionar en una cámara de combustión de quema directa para generar la temperatura deseada del gas. El gas residual de la cámara de combustión entonces se alimenta a la turbina de la cual se recupera la energía. Los gases calientes de desfogue de la turbina se enfrían para recuperar calor y luego se descargan a la atmósfera.
La Figura 4 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: se comprime aire en el compresor de la turbina de gas y se comprime adicionalmente en un compresor de refuerzo. El aire comprimido se alimenta a un reactor de oxidación en el cual se hace reaccionar. La corriente gaseosa del reactor se condensa para remover los condensables, se calienta y luego se hace reaccionar en una unidad de combustión catalítica. En el calentador indirecto se calienta vapor o gas, alimentado bajo control de flujo o presión de la alimentación a la turbina, y entonces se adiciona a la corriente gaseosa catalíticamente quemada antes de que se caliente en un calentador indirecto. Se precalientan combustible y aire en el calentador indirecto luego se alimentan al calentador para proporcionar una fuente de calor. La . corriente gaseosa, caliente, resultante entonces se pone en contacto con un combustible limpio y con aire de reposición de la descarga del compresor y se hace reaccionar en una cámara de combustión de quema directa para generar la temperatura deseada del gas. El gas residual de la cámara de combustión entonces se alimenta a la turbina de la cual se recupera la energía. Los gases calientes de desfogue de la turbina se enfrían adicionalmente para recuperar calor y luego se descargan a la atmósfera.
La Figura 5 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: se comprime en el compresor de la turbina de gas, luego se alimenta a un reactor de oxidación en el cual se hace reaccionar. La corriente gaseosa del reactor se condensa para remover los condensables, se calienta y se hace reaccionar en una unidad de combustión catalítica. Se adiciona vapor o gas a la corriente gaseosa, se pone en contacto con un combustible limpio y con aire de reposición de la descarga del compresor y se hace reaccionar en una cámara de combustión de quema directa para generar la temperatura deseada del gas. El gas residual de la cámara de combustión entonces se alimenta a la turbina de la cual se recupera la energía. El desfogue caliente se enfría adicionalmente para recuperar calor y luego se descarga a la atmósfera.
La Figura 6 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: la Figura 1 se modifica al intercambiar los gases calientes de desfogue de la turbina con la alimentación a la planta de purificación para desplazar el requisito de vapor de alta presión de esa faena.
La Figura 7 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: la Figura 1 se modifica al usar los gases calientes de desfogue de la turbina para crear vapor, que puede ser vapor de alta temperatura (por ejemplo, 300-500°C) .
La Figura 8 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: la Figura 1 se modifica al adicionar una unidad de combustión corriente abajo de la Turbina de LP. Adicionalmente, se muestra inyección de amoníaco junto con un catalizador de reducción de NOx. Se ha removido la unidad de combustión catalítica en la Figura 1 que estuvo corriente abajo del "Calentador".
La Figura 9 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual: la Figura 8 se representa con el horno removido.
La Figura 10 es un diagrama esquemático de otra modalidad alternativa de la invención en la cual : la Figura 5 se modifica al remover la unidad CCU.
En cualquiera de estas, configuraciones, se puede unir un generador a la turbina. La energía neta generada se puede usar para compensar el requisito de energía de la planta de PTA. La energía excedente se puede exportar de la planta.
Descripción Detallada de la Invención La presente invención se puede caracterizar por un método para recuperar energía de una reacción de oxidación que produce una corriente gaseosa, la reacción que se lleva a cabo en un reactor de oxidación continua alimentado con oxidante gaseoso, que comprende: (a) calentar la corriente gaseosa a una temperatura de al menos 800°C; (b) alimentar la corriente gaseosa a una turbina de gas que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el comprensor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor .
Se puede adicionar gas a la corriente gaseosa antes de, o de forma simultánea con, la alimentación de la corriente gaseosa a la turbina. El flujo másico del gas adicionado a la corriente gaseosa puede estar en el intervalo de aproximadamente 0% a aproximadamente 25% del flujo másico de la corriente gaseosa antes de la adición del gas, por ejemplo de aproximadamente 6% a aproximadamente 15%. El gas adicionado a la corriente gaseosa puede ser vapor o aire. La corriente gaseosa se puede calentar a una temperatura en el intervalo de 800°C a aproximadamente 1300°C, por ejemplo de 800°C a aproximadamente 1100 °C, de manera adecuada cerca de 1050°C. Se puede proporcionar un expansor o compresor de refuerzo corriente abajo del compresor de turbina de gas en la entrada de oxidante gaseoso al reactor de oxidación. Se puede proporcionar un calentador para calentar la corriente gaseosa y se puede proporcionar un compresor de refuerzo corriente abajo del reactor de oxidación y corriente arriba del calentador. La corriente gaseosa se puede calentar con un calentador directo o un calentador indirecto. El calentador puede ser un intercambiador. La corriente gaseosa se puede calentar con una unidad de combustión catalítica antes de calentar con un calentador directo, un calentador indirecto o un intercambiador. La corriente gaseosa se puede tratar con un depurador. El proceso puede comprender además generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (b) . El proceso puede comprender además generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (b) . El proceso puede comprender además remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (b) .
Se puede caracterizar otra modalidad de la presente invención por un método para monitorizar la recuperación de energía de una reacción de oxidación que produce una corriente gaseosa, la reacción que se lleva a cabo en un reactor de oxidación continua alimentado con oxidante gaseoso, que comprende: (a) calentar la corriente gaseosa a una temperatura de al menos 800°C; (b) alimentar la corriente gaseosa a la etapa de turbina de una ICOCGT de gas que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el compresor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor; (c) monitorizar la presión en la etapa de turbina de la ICOCGT; (d) mantener la presión dentro de la etapa de turbina de la ICOCGT dentro de un intervalo de presión por arriba de un valor mínimo que corresponde a la demanda de energía del compresor para comprimir el oxidante gaseoso alimentado a un reactor de oxidación y por abajo de un valor mínimo establecido por los límites de energía o presión de la turbina de gas al adicionar gas a la corriente gaseosa.
El flujo del gas adicionado se puede variar para controlar la presión en la etapa de turbina de la turbina de gas y la salida de energía de la etapa de turbina. Se puede adicionar gas a la corriente gaseosa antes de, o de manera simultánea con, la alimentación de la corriente gaseosa a la turbina. El flujo másico del gas adicionado a la corriente gaseosa puede estar en el intervalo de aproximadamente 0% a aproximadamente 25% del flujo másico de la corriente gaseosa antes de la adición del gas, por ejemplo de aproximadamente 6% a aproximadamente 15%. El gas adicionado a la corriente gaseosa puede ser vapor o aire. La corriente gaseosa se puede calentar a una temperatura en el intervalo de 800°C a aproximadamente 1300°C, por ejemplo de 800°C a aproximadamente 1100°C, o de manera adecuada aproximadamente 1050 °C. Se puede proporcionar un expansor o compresor de refuerzo corriente abajo el compresor de turbina de gas en la entrada de oxidante gaseoso al reactor de oxidación. Se puede proporcionar un calentador para calentar la corriente gaseosa y un compresor de refuerzo se puede proporcionar corriente abajo del reactor de oxidación y corriente arriba del calentador. La corriente gaseosa se puede calentar con un calentador directo o un calentador indirecto. El calentador puede ser un intercambiador. La corriente . gaseosa se puede calentar con una unidad de combustión catalítica antes de calentar con un calentador directo, un calentador indirecto o un intercambiador. La corriente gaseosa se puede tratar con un depurador. El proceso puede comprender además generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (d) . El proceso puede comprender además generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (d) . El proceso puede comprender además remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (d) .
Otra modalidad de la presente invención se puede caracterizar por un reactor continuo para una reacción de oxidación que produce una corriente gaseosa, el reactor que comprende : (a) un recipiente que comprende una entrada de oxidante y una salida de corriente gaseosa; y (b) un sistema de recuperación de energía conectado a la _salida de la corriente gaseosa, que comprende: (bl) un calentador para calentar la corriente gaseosa conectada corriente abajo de la salida de la corriente gaseosa; y (b2) una turbina de gas conectada corriente abajo del calentador que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el compresor está conectado a la entrada de oxidante tal que, cuando el reactor está en uso, el compresor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor.
Antes de, o de forma simultánea con, la alimentación de la corriente gaseosa a la turbina, se puede adicionar gas (por ejemplo, vapor o aire) a la corriente gaseosa. En el reactor de la invención, por lo tanto, el sistema de recuperación de energía puede comprender una entrada de gas para adicionar gas a la corriente gaseosa. El calentador puede ser un calentador directo o un calentador indirecto. Se puede proporcionar una unidad de combustión catalítica corriente arriba del calentador. Se puede proporcionar un depurador entre la unidad de combustión catalítica y el calentador. El sistema de recuperación de energía puede comprender además un expansor o compresor de refuerzo corriente abajo del compresor de turbina de gas en la entrada del oxidante gaseoso al reactor de oxidación. Además, el sistema de recuperación de energía puede comprender un compresor de refuerzo corriente abajo del reactor de oxidación y corriente arriba del calentador. El sistema de recuperación de energía puede comprender además generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (b2) . El sistema de recuperación de energía puede comprender además generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (b2) . El sistema de recuperación de energía puede comprender además remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (b2) .
Otra modalidad de la presente invención se puede caracterizar por un proceso para oxidar un precursor a un ácido carboxílico aromático o éster del mismo en una mezcla de reacción de fase líquida, por lo que se recupera energía de la reacción de oxidación, que comprende: (a) poner en contacto uno o más precursores del ácido carboxílico aromático con un oxidante, en la presencia de un catalizador y un solvente de fase líquida, en un reactor de oxidación continua alimentado con oxidante gaseoso para producir ácido carboxílico aromático y una corriente gaseosa; (b) calentar la corriente gaseosa a una temperatura de al menos 800 °C; (c) alimentar la corriente gaseosa a una turbina de gas que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el compresor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor .
Se puede adicionar gas a la corriente gaseosa antes de, o de forma simultánea con, la alimentación de la corriente gaseosa a la turbina. El flujo másico del gas adicionado a la corriente gaseosa puede estar en el intervalo de aproximadamente 0% a aproximadamente 25% del flujo másico de la corriente gaseosa antes de la adición del gas, por ejemplo de aproximadamente 6% a aproximadamente 15%. El gas adicionado a la corriente gaseosa puede ser vapor o aire. La corriente gaseosa se puede calentar a una temperatura en el intervalo de 800°C a aproximadamente 1300°C, por ejemplo de 800°C a aproximadamente 1100°C, o de manera adecuada cerca de 1050°C. Se puede proporcionar un expansor o compresor de refuerzo corriente abajo del compresor de turbina de gas en la entrada del oxidante gaseoso al reactor de oxidación. Se puede proporcionar un calentador para calentar la corriente gaseosa y un compresor de refuerzo se puede proporcionar corriente abajo del reactor de oxidación y corriente arriba del calentador. La corriente gaseosa se puede calentar con un calentador directo o un calentador indirecto. El calentador puede ser un intercambiador. La corriente gaseosa se puede calentar con una unidad de combustión catalítica antes de calentar con un calentador directo, un calentador indirecto a un intercambiador. La corriente gaseosa se puede tratar con un depurador. El proceso puede comprender además generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (c) . El proceso puede comprender además generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (c) . El proceso puede comprender además remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (c) .
Otra modalidad de la presente invención se puede caracterizar por un método para desarrollar energía de combustible usando la turbina de gas. Esta energía generada se puede usar para compensar el requisito de energía de la planta. Sin embargo, se puede desarrollar más energía que la que se requiere para la planta misma de PTA. La energía excedente generada de la turbina de gas se puede exportar a otra planta química o a otra compañía de servicios.
Otra modalidad de la presente invención se puede caracterizar por un método para calentar alimentaciones al reactor de hidrogenación de la planta de purificación, por ejemplo, esto se puede lograr ya sea al: (a) intercambiar calor directo, específicamente usando el gas caliente de escape de la turbina para calentar directamente la corriente de alimentación del reactor de hidrogenación de la planta de purificación; - (b) usar el gas caliente de escape de la turbina para desarrollar vapor de HP. El vapor de HP entonces se usa para calentar la corriente de alimentación del reactor de hidrogenación de la planta de purificación.
Una Turbina de Gas de Ciclo Abierto de Combustión Interna (ICOCGT) , como se describe en API 616 Gas Turbines for the Petroleum, Chemical and Gas Industry Services, comprende un compresor, una cámara de combustión y una turbina y se optimiza para generar energía. Una modalidad de la presente invención utiliza una ICOCGT para recuperar de manera benéfica energía de la corriente gaseosa producida por una reacción de oxidación.
La etapa de compresor de la ICOCGT comprime el oxidante alimentado al reactor (a una mayor presión que la atmosférica) por lo que compensa al menos parcialmente el costo de proporcionar las condiciones de alta temperatura y presión en el reactor.
La etapa de turbina de la ICOCGT expande la corriente gaseosa calentada del reactor de oxidación recuperando energía para accionar el compresor y una corriente gaseosa caliente, por ejemplo para desarrollar vapor corriente abajo de la ICOCGT. La energía neta generada se puede usar para compensar el requisito de energía de la planta de PTA. La energía excedente se puede exportar de la planta .
Otra modalidad de la presente invención se puede caracterizar por control mejorado del sistema de recuperación de energía. Los inventores han descubierto que el desempeño de la ICOCGT se puede mejorar al alimentar gas (por ejemplo vapor o aire) a la corriente gaseosa para modular el flujo de gas a la turbina con relación al flujo de descarga del compresor a - fin de compensar el consumo de oxidante en el reactor. Esta modalidad de la presente invención proporciona por lo tanto un método conveniente para optimizar la recuperación de energía al monitorizar la presión en la etapa de turbina de la turbina de gas. Se puede utilizar vapor en este método debido a que el vapor está fácilmente disponible y usualmente es un subproducto del proceso de reacción.
En otra modalidad de la presente invención, se puede proporcionar un expansor o compresor de refuerzo corriente abajo del compresor de turbina de gas en la entrada de oxidante al reactor de oxidación o corriente abajo del reactor de oxidación para ajustar la descarga del compresor de turbina de gas para hacer corresponder la presión óptima del oxidante gaseoso en el reactor. Conjuntamente, la modulación del flujo de vapor en la corriente gaseosa y el expansor o compresor de refuerzo permite el uso de una ICOCGT acoplada a un reactor químico, permitiendo de este modo que las operaciones del reactor y de la turbina de gas se optimicen de manera independiente. Por lo tanto, esta modalidad permite que una turbina normal de gas, que por sí misma no tiene propiedades óptimas para el sistema de recuperación de energía, se integre de manera óptima para la recuperación eficiente de energía.
Estos y otros aspectos de la invención se describen en detalle a continuación.
Calentamiento de la corriente gaseosa Antes de calentar la corriente gaseosa o de mezclar la corriente gaseosa con vapor, se puede condensar el solvente en la corriente gaseosa (por ejemplo, ácido acético en la producción de TA) , por ejemplo usando un aparato de separación tal como una columna de destilación o condensadores elevados. Usualmente, la mayoría del condensado se somete a reflujo en el reactor, con algo del condensado que se retira para controlar la concentración de agua en el reactor (dos moles de agua de forman por mol de PX hecho reaccionar en la producción de TA) .
Cuando deja el reactor, la corriente gaseosa tiene típicamente una temperatura de 150 a 220°C y una presión de 600 kPa a 2500kPa. La temperatura y la presión del reactor se pueden seleccionar para optimizar la operación del reactor y los procesos corriente abajo.
Opcionalmente , para optimizar la temperatura y presión de la corriente gaseosa que deja el reactor, puede ser necesario reforzar la presión de la corriente gaseosa en un compresor adicional .
La corriente gaseosa que deja al reactor se puede calentar a al menos 800 °C con cualquier calentador adecuado, tal como un calentador directo de la corriente gaseosa, tal como una cámara de combustión abastecida por ejemplo con gas natural o aceite combustible, o un calentador indirecto de la corriente gaseosa, tal como un horno abastecido, por ejemplo con gas natural o aceite combustible. En una modalidad, el combustible y el oxidante (por ejemplo del oxidante alimentado del reactor) se mezclan con corriente gaseosa en una cámara de combustión y se queman a fin de subir directamente la temperatura de la corriente gaseosa. Sin embargo, típicamente un horno calienta indirectamente la corriente gaseosa, es decir, se queman combustible y oxidante (por ejemplo, . aire) en el horno sin mezclar con la corriente gaseosa y la corriente gaseosa se calienta por intercambio térmico indirecto conforme pasa a través del horno. El calentamiento indirecto puede ser ventajoso puesto que no requiere que se alimente oxidante adicional por arriba de la presión atmosférica a · la corriente gaseosa para quemar el combustible. En cambio, el calentamiento indirecto puede comprender la combustión de combustible usando aire atmosférico .
Opcionalmente , se pueden usar otros calentadores auxiliares además del calentador para calentar la corriente gaseosa. Antes del calentamiento (es decir, corriente arriba del calentador) , la corriente gaseosa se puede alimentar a una unidad de combustión catalítica (CCU) . Típicamente, se usan CCU por razones ambientales para remover compuestos orgánicos y subproductos de reactor en la corriente gaseosa y para operar por oxidación sin flama de los compuestos orgánicos, etc., (por ejemplo, MeBr) . Típicamente, la corriente gaseosa que deja la CCU tiene una temperatura de aproximadamente 450 °C a aproximadamente 600 °C. opcionalmente , la corriente gaseosa se puede calentar con un intercambiador, es decir, un intercambiador de calor que transfiere calor entre una corriente de proceso y la corriente gaseosa.
La temperatura de la corriente gaseosa que entra a la CCU puede ser de aproximadamente 250 °C a aproximadamente 400°C, por ejemplo cerca de 300°C, para asegurar una composición estable en la CCU. Antes del tratamiento con la CCU, la corriente gaseosa se puede calentar de aproximadamente 200 °C a aproximadamente 350 °C, por ejemplo de aproximadamente 300 °C a aproximadamente 350 °C. Para lograr este calentamiento se puede usar un calentador de vapor provisto corriente arriba de la CCU. El calentador de vapor puede usar el vapor producido como un sub-producto de la reacción de oxidación para calentar la corriente gaseosa.
Después de la CCU, opcionalmente, el gas se puede tratar, por ejemplo, por depuración (por ejemplo, mediante el uso de un depurador) , para remover los componentes reactivos tal como HBr y Br2 antes de alimentar a un calentador de gas. Una manera de calentar la corriente gaseosa alimentada a la CCU puede ser intercambiar calor con la corriente de salida de la CCU.
Adición de gas a la corriente gaseosa Antes de, o de forma simultánea con, la alimentación de la corriente gaseosa a la entrada de la turbina, se puede adicionar gas (por ejemplo, vapor o aire) a la corriente gaseosa. En el reactor de la invención, por lo tanto, el sistema de recuperación de energía puede comprender una entrada de gas para adicionar gas a la corriente gaseosa.
El gas, por ejemplo vapor o aire, se puede adicionar a la corriente gaseosa antes o después del paso de calentar la corriente gaseosa (o donde el calentamiento comprende más de un paso entre los pasos) . El gas se puede adicionar antes del paso de calentar la corriente gaseosa (es decir, corriente arriba del calentador) . La corriente gaseosa, inmediatamente antes de que se alimenta a la turbina, tiene una temperatura de al menos 800°C, por ejemplo en el intervalo de 800°C a aproximadamente 1300°C, o de 800 °C a aproximadamente 1100°C, o de manera adecuada de aproximadamente 1050 °C.
El gas se puede adicionar a la corriente gaseosa para modular el flujo másico de gas a la turbina para compensar el oxidante, consumido en el reactor de oxidación. Para optimizar el desempeño económico, se puede adicionar adicionalmente gas adicional a la corriente gaseosa más allá de lo requerido para compensar el consumo de oxidante en el reactor. Esto puede ser ventajoso, puesto que permite que se incremente la energía recuperada en la turbina de gas. El cálculo de las características de la turbina de gas puede permitir la determinación del gas natural adicionado a la corriente gaseosa; el valor superior establecido por los límites de energía o presión de la turbina de gas y el valor inferior establecido al generar suficiente energía para accionar el compresor. Típicamente, sin embargo, el flujo másico de gas adicionado a la corriente gaseosa puede estar en el intervalo de aproximadamente 0% a aproximadamente 25%, por ejemplo, de aproximadamente 6% a aproximadamente 15%, del flujo másico de la corriente gaseosa (antes de la adición de gas) .
De manera alternativa, se puede disminuir el flujo adicional de gas para permitir que la temperatura de la corriente gaseosa que fluye en la turbina (en tanto que se logra una recuperación equivalente de energía de la turbina de gas) , reduciendo de este modo la temperatura a la cual se debe calentar la corriente gaseosa y ahorrar costos de combustible. Además, se puede optimizar la recuperación de energía por la turbina de gas mediante la selección del flujo apropiado de la corriente gaseosa en la turbina de gas (que se puede modular por la adición de vapor o aire) y la temperatura de la corriente gaseosa en la turbina.
La turbina de gas Como se usa en la presente, una "turbina de gas" se refiere a una turbina normal de gas, por ejemplo, aquellas descritas y listadas en API 616 Gas . Turbines for the Petroleum, Chemical and Gas Industry Services and Turbomachinery International Handbook 2006, vol . 46, no. 6, que comprende un compresor acoplado a una turbina por uno o más árboles. La turbina se- conecta a la corriente gaseosa corriente abajo del calentador. El compresor se conecta a la entrada de oxidante del reactor y comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor. Típicamente, la energía de la turbina .será mayor que el consumo de energía del compresor.
Debido a que la compresión del oxidante (que se usa en cantidades significativas en el reactor) es un paso costoso en el proceso de reacción, es ventajoso que este costo se compense al menos parcialmente por la recuperación de energía de la corriente gaseosa.
Para reducir al mínimo el costo de capital del sistema de recuperación de energía, la turbina de gas usada en la invención puede ser de un diseño normal y una construcción normal con solo una modificación menor. En general, la presente invención selecciona una turbina de gas diseñada para las temperaturas, presiones y velocidades de flujo de la corriente de gas, y los requisitos de energía del compresor para comprimir el oxidante alimentado. Se puede proporcionar un expansor o compresor de refuerzo corriente abajo del compresor de turbina de gas en el oxidante gaseoso alimentado. Este expansor o compresor permite el ajuste de la descarga del compresor de turbina para que corresponda a la presión óptima del oxidante gaseoso en el reactor a fin de ayudar con la. integración de la turbina de gas con los componentes restantes del sistema de recuperación de energía y el reactor, y para permitir la optimización de la recuperación de energía. Esta modalidad puede ser particularmente ventajosa, puesto que permite desacoplar los requisitos de la turbina de gas y el reactor, permitiendo de este modo que se optimicen de forma independiente las operaciones del reactor y de la turbina de gas. De manera alternativa, se puede colocar un compresor de refuerzo corriente abajo del reactor de oxidación y corriente arriba del calentador para ajustar y optimizar la presión de la corriente gaseosa en la turbina.
Se puede adicionar gas (por ejemplo, vapor o aire) a la corriente gaseosa, antes de, o de manera simultánea con, la alimentación de la corriente gaseosa a la entrada de la turbina. En una modalidad, se puede adicionar gas a la corriente gaseosa antes de alimentar la corriente gaseosa a la entrada de la turbina (es decir, corriente arriba de la turbina) y por lo tanto, en el sistema de recuperación de energía de la invención, la entrada de vapor es corriente arriba de la turbina. Esto puede ser ventajoso para hacer corresponder las faenas del compresor y de la turbina, permitiendo el uso de una turbina normal de gas.
Corriente abajo de la turbina de gas Una cuestión técnica de la presente invención es asegurar que las emisiones de gases residuales cumplan con las cada vez más estrictas especificaciones legislativas de NOx y CO. Con respecto al diseño del quemador de la turbina, en general, una mayor temperatura de combustión y un mayor tiempo de residencia alienta una buena combustión de CO a expensas de una producción incrementada de NOx. La contraria también aplica, una baja temperatura de combustión o un corto tiempo de residencia conduce a poco NOx pero también un alto CO. Donde se deja un CO o NOx inaceptablemente alto en el gas residual, se necesitará tratar la corriente gaseosa. El hallazgo de un punto adecuado de diseño da un riesgo significativo de falla de la planta de operación para cumplir con al menos uno de sus objetivos ambientales de operación ya sea a través de la inexactitud del diseño para demandar los requisitos o debido a la necesidad de la planta de PTA para flexibilidad operativa.
Para mitigar este riesgo, la corriente gaseosa corriente abajo de la turbina se puede tratar como sigue: 1. La corriente gaseosa se alimenta a una unidad de combustión (catalítica o no catalítica) para remover CO como se conoce convencionalmente en la técnica. 2. Después de la unidad de combustión, se puede inyectar amoniaco a la corriente de gas y dirigir sobre un lecho de catalizador para reducir el NOx a gas de N2. Esta corriente entonces se puede descargar a la atmósfera cumpliendo con las normas ambientales pertinentes.
Cualquiera, o ambos, de estos esquemas se pueden usar dependiendo de las normas ambientales locales requeridas .
El reactor, reactivos y condiciones de oxidación El reactor es un reactor de flujo continuo, que significa un reactor en el cual se introducen y mezclan reactivos y los productos se retiran de manera simultánea de una manera continua, como lo opuesto a un reactor por lotes. En esta invención, se puede usar un reactor norma de oxidación, por ejemplo como se describe en US 7,153,480. También se pueden usar reactivos normales y condiciones de operación normales, por ejemplo como se describe en US 7,153,480.
La invención es adecuada para cualquier reacción de oxidación que produzca una corriente gaseosa, es decir, productos gaseosos de reacción. Por ejemplo, las reacciones de oxidación incluyen oxidación de ciclohexano, oxidación de PX a TA o dimetil-tereftalato, oxidación de metaxileno a ácido isoftálico, etc. Sin embargo, es de particular interés en la invención la oxidación de PX a TA.
El oxidante en la invención puede ser oxígeno molecular, por ejemplo, aire (incluyendo aire agotado de oxígeno y aire enriquecido con oxígeno) .
Típicamente, las reacciones de oxidación son exotérmicas y se puede remover calor, a fin de controlar la temperatura de la reacción, al remover los componentes volátiles, condensándolos, y regresado el condensado al reactor. De manera alternativa o adicionalmente, el calor de la reacción se puede remover de la reacción por intercambio térmico con un fluido que acepta calor, de acuerdo a las técnicas convencionales conocidas por los expertos en la técnica.
Como se describe anteriormente, el reactor se opera en general en un modo continuo. Al llevar a cabo el proceso en un reactor de flujo continuo, se puede hacer compatible el tiempo de residencia de la reacción con el logro de la conversión de los precursores al producto . deseado sin producción significativa de productos de degradación.
La corriente gaseosa se puede calentar a una temperatura en el intervalo de 800°C a aproximadamente 1300 °C, por ejemplo, de 800 °C a aproximadamente 1100°C, o de manera adecuada cerca de 1050 °C.
Como se usa en la presente, la referencia a la producción de un ácido carboxílico incluye referencia a la producción de su éster. Como será evidente por la persona experta, si se produce un ácido carboxílico o su éster, dependerá de las condiciones en el reactor y/o de las condiciones usadas para -purificar los productos.
Como se usa en la presente, "precursor de ácido carboxílico aromático" o "precursor" significa un compuesto orgánico, preferentemente un hidrocarburo, capaz de ser oxidado a un ácido carboxílico aromático específico en un rendimiento de mayoría en la presencia de condiciones oxidantes selectivas. Un ejemplo de un precursor de ácido tereftálico es paraxileno. Un ejemplo de un precursor de ácido isoftálico es metaxileno.
La presente invención puede comprender alimentar solvente, oxidante, precursor y catalizador en un reactor d oxidación que se mantiene a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 150 °C a aproximadamente 250 °C, por ejemplo de aproximadamente 175°C a aproximadamente 225°C, y una presión en el intervalo de aproximadamente 100 kPa a aproximadamente 5000 kPa, por ejemplo de aproximadamente 1000 kPa a aproximadamente 3000 kPa .
La reacción de oxidación se puede llevar a cabo en la presencia de un catalizador de oxidación. El catalizador puede ser sustancialmente soluble en el medio de reacción que comprende el solvente y los precursores de ácidos carboxílicos aromáticos. El catalizador- puede comprender uno o más compuestos de metales pesados, por ejemplo compuestos de cobalto y/o manganeso, y puede incluir opc ionalmente un promotor de oxidación. Por ejemplo, el catalizador puede tomar cualquiera de las formas que se han usado en la oxidación en fase líquida de precursores de ácidos carboxílicos aromáticos tal como precursores de ácido tereftálico en un solvente de ácido carboxílico, aromático, alifático, por ejemplo, bromuros, bromoalcanoatos o alcanoatos (usualmente Ci-C4alcanoatos tal como acetatos) de cobalto y/o manganeso. Los compuestos de otros metales pesados tal como vanadio, cromo, hierro, molibdeno, un lantánido tal como cerio, circonio, hafnio y/o níquel, se pueden usar en ligar de, o además de, cobalto y/o manganeso. De manera ventajosa, el sistema de catalizador puede incluir bromuro de manganeso (MnBr2) y/o bromuro de cobalto (CoBr2) . El promotor de oxidación, cuando se emplea, puede estar en la forma de bromo elemental, bromuro iónico (por ejemplo, NaBr, KBr, NH4Br) y/o bromuro orgánico (por ejemplo, bromobencenos , bromuro de bencilo, ácido mono-y di -bromoacét ico , bromuro de bromoacetilo , tetrabromoetano , di-bromuro de etileno, etc.) .
Se puede usar cualquier solvente adecuado en el cual pueda tomar lugar la reacción de oxidación. Donde la reacción de oxidación es la oxidación catalítica en fase líquida de un precursor para producir ácido carboxílico aromático, el solvente puede ser un ácido monocarboxílico alifático que tiene de 2 a 6 átomos de carbono, por ejemplo, el solvente puede ser ácido acético. El ácido acético puede ser particularmente útil como el solvente puesto que es relativamente resistente a la oxidación en comparación con otros solventes e incrementa la actividad de la ruta catalítica.
La reacción se puede efectuar al calentar y presurizar el precursor, el catalizador y la mezcla de solvente, seguido por la introducción del oxidante en el reactor mediante la entrada de oxidante.
El efluente, es decir, el producto de reacción, del reactor de oxidación puede ser una suspensión espesa de cristales de ácidos carboxílicos aromáticos que se recuperan de la suspensión espesa por filtración y lavado subsiguiente. Posteriormente se pueden alimentar a un paso separado de purificación o directamente a un proceso de polimerización, por ejemplo, la impureza principal en TPA crudo es 4 -carboxibenzaldehído (4-CBA), que es paraxileno incompletamente oxidado, aunque pueden también estar presentes como contaminantes otros productos de oxidación y precursores de ácido tereftálico tal como p- toluoaldehído y ácido p-toluico.
Arranque y cierre Un método para iniciar el s.istema de recuperación de energía puede ser iniciar la turbina de gas usando su dispositivo normal de arranque (tal como un motor de arranque) , obedeciendo todos los protocolos normales para la operación de una turbina de gas de combustión interna. Esta etapa de arranque usa una derivación de planta que deriva el sistema completo de reactor y el tren de calentamiento (que comprende el horno, etc.) . Una vez que la turbina de gas está en un estado estable a carga parcial, gradualmente se hace pasar oxígeno a través del compresor de refuerzo o el expansor (si está presente), y el tren de calentamiento (que comprende el horno, etc.) , y se regresa a la cámara de combustión de la turbina de gas y la etapa de expansión de la turbina de gas. De manera similar, si se coloca un compresor de refuerzo corriente" arriba de la cámara de combustión, este se inicia una vez que la turbina de gas está en un estado estable a carga parcial . Esta etapa de arranque usa una derivación de oxígeno alrededor del reactor de oxidación. Después de que todo el aire del compresor de la turbina de gas se está alimentando a través del tren de calentamiento, se cierra completamente la primera derivación. Ahora se alimenta aire al reactor de oxidación a fin de iniciar la reacción. Se alimenta vapor al tren de calentamiento para mantener la potencia de salida de la turbina de gas al nivel deseado. La proporción de aire alimentado al reactor se controla al modular la válvula de derivación del reactor. El sistema de recuperación de energía está completamente en línea una vez que se cierra la derivación del reactor.
En el viaje del reactor de oxidación, el flujo de aire de la etapa de compresión se desvía a través de la derivación del reactor a la etapa de expansión de la turbina de gas. El reactor se puede re-iniciar fácilmente desde esta condición. El cierre de la turbina de gas también puede proseguir de esta condición.
Generales El término "que comprende" abarca "que incluye" así como "que consiste", por ejemplo, una composición "que comprende" X puede consistir exclusivamente de X o puede incluir algo adicional, por ejemplo, X + Y.
El término "aproximadamente" con relación a un valor X numérico significa, por ejemplo, x ± 10%.
Se entenderá que la invención se ha descrito solo a manera de ejemplo y se pueden hacer modificaciones en tanto que permanezcan dentro del alcance y espíritu de la invención.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims (40)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Método para recuperar energía de una reacción de oxidación que produce una corriente gaseosa, la reacción que se lleva a cabo en un reactor de oxidación continua alimentado con un oxidante gaseoso, caracterizado porque comprende: (a) calentar la corriente gaseosa a una temperatura de al menos. 800°C; (b) alimentar la corriente gaseosa a una etapa de turbina de una turbina de gas que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el comprensor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor .
2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque antes de, o de manera simultánea con, la alimentación de la corriente gaseosa a la turbina, se adiciona gas a la corriente gaseosa .
3. Método de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque se proporciona un expansor o compresor de refuerzo corriente abajo del compresor de la turbina de gas en la entrada de oxidante gaseoso al reactor de oxidación.
4. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se proporciona un calentador para calentar la corriente gaseosa y se proporciona un compresor de refuerzo corriente abajo del reactor de oxidación y corriente arriba del calentador.
5. Método para monitorizar la recuperación de energía de una reacción de oxidación que produce una corriente gaseosa, la reacción que se lleva a cabo en un reactor de oxidación continua alimentado con oxidante gaseoso, caracterizado porque comprende: (a) calentar la corriente gaseosa a una temperatura de al menos 800 ° C ; (b) alimentar la corriente gaseosa a una etapa de turbina de una ICOCGT de gas que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el compresor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor; (c) monitorizar la presión en la etapa de turbina de la ICOCGT; (d) mantener la presión dentro de la etapa de turbina de la ICOCGT dentro de un intervalo de presión por arriba de un valor mínimo que corresponde a la demanda de energía del compresor para comprimir el oxidante gaseoso alimentado a un reactor de oxidación y por abajo de un valor máximo establecido por los límites de energía o presión de la turbina de gas al adicionar gas a la corriente gaseosa.
6. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque el flujo másico del gas adicionado a la corriente gaseosa está en el intervalo de aproximadamente 0% a aproximadamente 25% del flujo másico de la corriente gaseosa antes de la adición del gas.
7. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el flujo másico del gas adicionado a la corriente gaseosa está en el intervalo de aproximadamente 6% a aproximadamente 15% del flujo másico de la corriente gaseosa antes de la adición del gas.
8. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque el gas es vapor o aire.
9. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende calentar la corriente gaseosa a una temperatura en el intervalo de 800°C a aproximadamente 1350 °C .
10. Método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque comprende calentar la corriente gaseosa a una temperatura en el intervalo de 800°C a aproximadamente 1100°C.
11. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque comprende calentar la corriente gaseosa a una temperatura de aproximadamente 1050°C.
12. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la corriente gaseosa se calienta con un calentador directo.
13. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la corriente gaseosa se calienta con un calentador indi recto .
14. Método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la corriente gaseosa se calienta con una unidad de combustión catalítica antes de calentar con un calentador directo .
15. Método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la corriente gaseosa se . calienta con una unidad de combustión catalítica antes de calentar con un calentador indirecto .
16. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque la corriente gaseosa se calienta con un intercambiador.
17. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque la corriente gaseosa se trata con un depurador.
18. Reactor continuo para una reacción de oxidación que produce una corriente gaseosa, caracterizado porque comprende: (a) un recipiente que comprende una entrada de oxidante y una salida de corriente gaseosa; y (b) un sistema de recuperación de energía conectado a la salida de la corriente gaseosa, que comprende : (bl) un calentador para calentar la corriente gaseosa conectada corriente abajo de la salida de la corriente gaseosa; y (b2) una turbina de gas conectada corriente abajo del calentador que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el compresor se conecta a la entrada de oxidante tal que, cuando el reactor está en uso, el compresor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor.
19. Reactor de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el sistema de recuperación de energía comprende una entrada de gas para adicionar gas a la corriente gaseosa.
20. Reactor de conformidad con la reivindicación 18 o la reivindicación 19, caracterizado porque el calentador es un calentador di recto .
21. Método de conformidad con la reivindicación 18 o la reivindicación 19, caracterizado porque el calentador es un calentador indirecto.
22. Reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizado porque se proporciona una unidad de combustión catalítica corriente arriba del calentador.
23. Reactor de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque se proporciona un depurador entre la unidad de combustión catalítica y el calentador.
24. Reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 23, caracterizado porque el sistema de recuperación de energía comprende un expansor o un compresor de refuerzo provisto corriente abajo del compresor de turbina de gas en la entrada de oxidante gaseoso al reactor de oxidación.
25. Reactor de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 24, caracterizado porque el sistema de recuperación de- energía comprende un compresor de refuerzo corriente abajo del reactor de oxidación y corriente arriba del calentador.
26. Proceso para oxidar un precursor a un ácido carboxílico aromático o éster del mismo en una mezcla de reacción de fase líquida, por lo que se recupera energía de la reacción de oxidación, caracterizado porque comprende: (a) poner en contacto uno o más precursores del ácido carboxílico aromático con un oxidante, en la presencia de un catalizador y un solvente de fase líquida, en un reactor de oxidación continua alimentado con oxidante gaseoso para producir ácido carboxílico aromático y una corriente gaseosa; (b) calentar la corriente gaseosa a una temperatura de al menos 800°C; (c) alimentar la corriente gaseosa a una turbina de gas que comprende una turbina acoplada a un compresor, donde el compresor comprime el oxidante gaseoso alimentado al reactor.
27. Proceso de conformidad con . la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende (d) generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (c) .
28. Proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende (d) generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (c) .
29. Proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque además comprende (d) remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (c) .
30. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende (c) generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (b) .
31. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende (c) generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (b) .
32. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende (c) remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (b) .
33. Método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende (e) generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (b) .
34. Método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende (e) generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (b) .
35. Método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende (e) remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (b) .
36. Método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende (e) calentar una alimentación a otro reactor por intercambio térmico directo con la alimentación gaseosa de la turbina de gas.
37. Método de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque además comprende (e) calentar una alimentación a otro reactor al usar la corriente gaseosa de la turbina de gas para desarrollar vapor de alta presión.
38. Reactor de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el sistema de recuperación de energía comprende además (b3) generar vapor de la corriente gaseosa después del paso (b2) .
39. Reactor de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el sistema de recuperación de energía comprende además (b3) generar electricidad de la corriente gaseosa después del paso (b2) .
40. Reactor de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el sistema de recuperación de energía comprende además (b3) remover CO y NOx de la corriente gaseosa después del paso (b2) .
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