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KR20190099301A - 정제된 테레프탈산 (pta) 배출 스팀 사용 - Google Patents

정제된 테레프탈산 (pta) 배출 스팀 사용 Download PDF

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KR20190099301A
KR20190099301A KR1020197021914A KR20197021914A KR20190099301A KR 20190099301 A KR20190099301 A KR 20190099301A KR 1020197021914 A KR1020197021914 A KR 1020197021914A KR 20197021914 A KR20197021914 A KR 20197021914A KR 20190099301 A KR20190099301 A KR 20190099301A
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KR
South Korea
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carboxylic acid
stream
aromatic carboxylic
zone
catalytic oxidation
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020197021914A
Other languages
English (en)
Inventor
토마스 바토스
캐슬린 버켈류
Original Assignee
비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드 filed Critical 비피 코포레이션 노쓰 아메리카 인코포레이티드
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Abstract

정제된 방향족 카르복실산을 제조하는 공정은, 미가공 방향족 카르복실산 및 기체 스트림을 형성하도록 반응 구역에서 치환된 방향족 화합물을 산화시키는 단계; 예비 가열 구역에서 미가공 방향족 카르복실산을 가열하는 단계; 정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 수소화 반응기에서 촉매의 존재하에서 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키는 단계; 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 결정화 구역에서 정제된 방향족 카르복실산을 결정화하는 단계를 포함한다. 증기 스트림의 적어도 일부는 예비 가열 구역으로 지향되고, 예비 가열 구역으로부터의 증기 스트림의 적어도 일부는 에너지 절감을 달성하기 위해 오프-기체 처리 구역으로 배출된다.

Description

정제된 테레프탈산 (PTA) 배출 스팀 사용
본 발명은 일반적으로 방향족 카르복실산을 제조하는 방법에 관한 것이고, 특히 미가공 방향족 카르복실산을 정제하는 방법에 관한 것이다.
테레프탈산 (TA) 및 다른 방향족 카르복실산은 (예를 들어, 에틸렌 글리콜 및/또는 고차 알킬렌 글리콜과의 반응을 통하여) 폴리에스테르의 제조에 사용될 수 있다. 폴리에스테르는 또한 섬유들, 필름들, 컨테이너들, 보틀들, 다른 포장 재료들, 성형품들 등을 제조하는데 사용될 수 있다.
상업적인 관례로, 방향족 카르복실산은 아세트산 수용액에서 메틸 치환된 벤젠과 나프탈렌 공급원료의 액상 산화에 의해 형성되었다. 메틸 치환기의 위치는 방향족 카르복실산 생성물에서 카르복실기의 위치들에 대응한다. 공기 또는 다른 산소 공급원들 (예를 들어, 통상적으로 기체 상태임) 은, 예를 들어 코발트와 망간을 포함하는 브롬-촉진 촉매의 존재하에서 산화제로서 사용되었다. 산화는 발열반응이고 그리고 부산물들과 함께 방향족 카르복실산을 산출하며, 부산물들로서는 방향족 공급원료의 부분적인 또는 중간의 산화 생성물 및 아세트산 반응 생성물 (예를 들어, 메탄올, 메틸 아세테이트, 및 메틸 브롬화물) 을 포함한다. 부산물로서 물이 또한 생성된다.
순수한 형태들의 방향족 카르복실산은 중요한 적용들 (예를 들어, 섬유들과 보틀들) 에 사용할 폴리에스테르의 제조에 종종 바람직하다. 산에서의 불순물들 (예를 들어, 방향족 공급원료들, 보다 일반적으로 다양한 카르보닐 치환된 방향족 종들의 산화로 생성되는 부산물들) 은 이로부터 형성되는 폴리에스테르들에서의 발색 (color formation) 을 유발하고 그리고/또는 이와 연관된 것으로 생각되며, 이는 또한 폴리에스테르 전환된 생성물들에서 탈색 (off-color) 을 유발한다. 1 개 이상의 점진적으로 낮은 온도 및 산소 레벨에서 전술한 바와 같은 액상 산화로부터 미가공 생성물들을 추가로 산화시킴으로써, 불순물들의 레벨이 저감된 방향족 카르복실산이 형성될 수 있다. 추가로, 부분 산화 생성물들은 결정화 동안 회수되고 그리고 원하는 산성 생성물로 전환될 수 있다.
순수한 형태들의 테레프탈산 및 불순물들의 양이 저감된 다른 방향족 카르복실산 - 예를 들어 정제된 테레프탈산 (PTA) - 은 귀금속 촉매를 사용하여 용액에 덜 순수한 형태 (less pure forms) 의 산들 또는 소위 중간 순도의 생성물들을 촉매적으로 수소화시킴으로써 형성되었다. 상업적인 관례로, 미가공 방향족 카르복실산으로의 알킬 방향족 공급 재료들의 액상 산화 및 미가공 생성물의 정제는 연속적인 통합 공정들에서 종종 실시되고, 이러한 공정들에서 정제용 시작 재료로서 액상 산화로부터의 미가공 생성물이 사용된다.
만족스러운 비율로 수소화가 진행되도록, 값비싼 과량의 수소를 사용할 필요가 있다. 이러한 수소는 제 1 PTA 결정화기내에서 증기상으로 들어간다. PTA 제 1 결정화기로부터의 증기는 에너지를 절약하기 위해 PTA 수소화 반응기로 들어가는 슬러리를 예비 가열하는데 사용된다. 증기는 교환기의 쉘측에 진입한다. 종래의 정제 유닛들에서, 비-응축가능한 수소의 존재로 인해, 열교환기로부터 작은 분율의 스팀/수소를 배출시켜 수소 및 열량을 손실시키는 것이 필요하다. 수소는 당업계에 교시된 바와 같이 회수되고 재순환될 수 있지만, 이는 장비 형태의 부가적인 자본을 필요로 하고, 여전히 불순물 축적을 방지하기 위해 작은 퍼지를 필요로 한다.
방향족 카르복실산 제조의 전체 비용을 저감시킬 필요가 있다.
본 발명의 관점은 첨부된 청구범위들에 의해서만 규정되고 그리고 요약의 기재에 의해서는 어떠한 정도로 영향을 받지 않는다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하는 공정이 제공된다. 상기 공정은, 미가공 방향족 카르복실산 및 기체 스트림을 형성하도록 반응 구역에서 치환된 방향족 화합물을 산화시키는 단계; 예비 가열 구역에서 미가공 방향족 카르복실산을 가열하는 단계; 정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 수소화 반응기에서 촉매의 존재하에서 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키는 단계; 스팀과 수소를 포함하는 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 결정화 구역에서 정제된 방향족 카르복실산을 결정화시키는 단계; 슬러리로부터 정제된 카르복실산 생성물을 회수하는 단계; 미가공 방향족 카르복실산을 가열하도록 증기 스트림의 적어도 일부를 예비 가열 구역으로 지향시키는 단계; 예비 가열 구역에서부터 오프-기체 처리 구역으로 증기 스트림의 적어도 일부를 배출하는 단계로서, 오프-기체 처리 구역은 치환된 방향족 화합물의 산화에 의해 형성된 기체 스트림의 적어도 일부를 처리하도록 구성되는, 상기 배출하는 단계; 및 오프-기체 처리 구역에서 증기 스트림으로부터 에너지를 회수하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하는 장치가 제공된다. 상기 장치는, 미가공 카르복실산 및 기체 스트림을 형성하도록 치환된 방향족 화합물을 산화시키도록 구성된 반응 구역; 미가공 카르복실산을 가열하도록 구성된 예비 가열 구역; 정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 촉매의 존재하에서 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키도록 구성된 수소화 반응기; 스팀과 수소를 포함하는 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 정제된 방향족 카르복실산을 결정화시키도록 구성된 결정화 구역; 슬러리로부터 정제된 카르복실산 생성물을 회수하도록 구성된 회수 구역; 및 치환된 방향족 화합물의 산화에 의해 형성된 기체 스트림의 적어도 일부를 처리하도록 구성된 오프-기체 처리 구역을 포함하고, 증기 스트림의 적어도 일부는 미가공 방향족 카르복실산을 가열하도록 예비 가열 구역으로 지향되며, 예비 가열 구역으로부터 증기 스트림의 적어도 일부는 오프-기체 처리 구역으로 배출되고, 증기 스트림으로부터의 에너지는 오프-기체 처리 구역에서 회수된다.
본 발명의 다른 양태들은 이하의 설명을 고려하여 당업자에게 명백할 것이다.
도 1a 및 도 1b 는 본 발명에 따라서 정제된 형태의 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 공정 흐름도를 도시한다.
일반적으로 소개하자면, 본 발명에 따라서 정제된 방향족 카르복실산을 제조하는 공정은, 미가공 방향족 카르복실산 및 기체 스트림을 형성하도록 반응 구역에서 치환된 방향족 화합물을 산화시키는 단계; 예비 가열 구역에서 미가공 방향족 카르복실산을 가열하는 단계; 정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 수소화 반응기에서 촉매의 존재하에서 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키는 단계; 스팀과 수소를 포함하는 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 결정화 구역에서 정제된 방향족 카르복실산을 결정화시키는 단계; 슬러리로부터 정제된 카르복실산 생성물을 회수하는 단계; 미가공 방향족 카르복실산을 가열하도록 증기 스트림의 적어도 일부를 예비 가열 구역으로 지향시키는 단계; 예비 가열 구역에서부터 오프-기체 처리 구역으로 증기 스트림의 적어도 일부를 배출하는 단계로서, 오프-기체 처리 구역은 치환된 방향족 화합물의 산화에 의해 형성된 기체 스트림의 적어도 일부를 처리하도록 구성되는, 상기 배출하는 단계; 오프-기체 처리 구역에서 증기 스트림으로부터 에너지를 회수하는 단계를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 예비 가열 구역은 열교환기를 포함하고, 증기 스트림은 열교환기의 쉘측에 진입한다. 일부 실시형태들에서, 오프-기체 처리 구역은 적어도 하나의 열교환기, 촉매 산화 유닛 및 팽창기를 포함한다.
일부 실시형태들에서, 공정은 증류된 기체 스트림을 형성하도록 증류 칼럼에서 기체 스트림을 증류시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 증기 스트림의 적어도 일부는 적어도 하나의 열교환기의 상류측으로 배출될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 증기 스트림의 적어도 일부는 증류된 기체 스트림을 가열하도록 촉매 산화 유닛으로 유도되는 스트림으로 배출된다.
일부 실시형태들에서, 공정은 메틸 브롬화물을 포함하는 증류된 기체 스트림을 촉매 산화 유닛으로 지향시키는 단계; 촉매 산화 유닛에서 증기 스트림내의 수소를 연소시키는 단계; 브롬을 형성하도록 촉매 산화 유닛에서 메틸 브롬화물을 산화시키는 단계; 제 1 촉매 산화 유출물 및 제 2 촉매 산화 유출물을 형성하는 단계; 및 제 1 촉매 산화 유출물을 팽창기로 지향시키는 단계를 더 포함하고, 팽창기는 제 1 촉매 산화 유출물로부터 에너지를 회수한다. 일부 실시형태들에서, 공정은 제 2 촉매 산화 유출물을 스크러버로 지향시키는 단계; 및 스크러버로 제 2 촉매 산화 유출물로부터 브롬을 제거하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 팽창기에 진입하는 제 1 촉매 산화 유출물의 온도는 150 ℃ 이상이다.
본 발명에 따른 정제된 방향족 카르복실산을 제조하는 장치는, 미가공 카르복실산 및 기체 스트림을 형성하도록 치환된 방향족 화합물을 산화시키도록 구성된 반응 구역; 미가공 카르복실산을 가열하도록 구성된 예비 가열 구역; 정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 촉매의 존재하에서 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키도록 구성된 수소화 반응기; 스팀과 수소를 포함하는 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 정제된 방향족 카르복실산을 결정화시키도록 구성된 결정화 구역; 슬러리로부터 정제된 카르복실산 생성물을 회수하도록 구성된 회수 구역; 및 치환된 방향족 화합물의 산화에 의해 형성된 기체 스트림의 적어도 일부를 처리하도록 구성된 오프-기체 처리 구역을 포함하고, 증기 스트림의 적어도 일부는 미가공 방향족 카르복실산을 가열하도록 예비 가열 구역으로 지향된다. 일부 실시형태들에서, 예비 가열 구역으로부터 증기 스트림의 적어도 일부는 오프-기체 처리 구역으로 배출된다. 일부 실시형태들에서, 증기 스트림으로부터의 에너지는 오프-기체 처리 구역에서 회수된다.
일부 실시형태들에서, 장치는 증류된 기체 스트림을 형성하도록 기체 스트림을 증류하도록 구성된 증류 칼럼을 더 포함한다. 일부 실시형태들에서, 촉매 산화 유닛은 촉매 산화 유출물을 형성하도록 증류된 기체 스트림을 산화시키도록 구성된다. 일부 실시형태들에서, 팽창기는 촉매 산화 유출물로부터 에너지를 회수하도록 구성된다.
본 발명에 따라서 정제된 형태의 방향족 카르복실산을 제조하는 전술한 공정들의 추가의 특징들은 도면들을 참조하여 이제 설명된다.
도 1a 및 도 1b 는 본 발명의 일 실시형태에 따라서 정제된 형태의 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 공정 흐름도를 도시한다. 간략하게 소개하면, 공정 (100) 은 공급원료의 액상 산화를 위해 구성된 산화 반응기 (110) 를 포함하는 반응 구역; 액상 산화 반응 혼합물로부터 미가공 방향족 카르복실산을 형성하도록 구성되고 그리고 결정화 용기들 (152, 156) 을 포함하는 결정화 구역; 액체로부터 미가공 방향족 카르복실산 (및 일부 산화 부산물 및 중간 생성물) 을 분리하도록 구성된 고체-액체 분리 디바이스 (190), 정제 반응 용매에서 미가공 방향족 카르복실산의 혼합물을 제조하도록 구성된 정제 반응 혼합물 보충 용기 (200) 를 포함하는 혼합 구역; 정제 구역안으로 도입하기 전에 미가공 방향족 카르복실산을 가열하기 위한 열교환기 (208) 를 포함하는 예비 가열 구역, 정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 촉매의 존재하에서 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키도록 구성된 수소화 반응기 (210) 를 포함하는 정제 구역; 및 스팀과 수소를 포함하는 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 구성된 용기 (220) 를 포함하는 결정화 구역을 포함하는 회수 구역; 및 액체로부터 정제된 고체 생성물을 분리하도록 구성된 고체-액체 분리 디바이스 (230) 를 포함한다.
도 1a 및 도 1b 에서의 공정들의 통합은 순전히 대표적인 것을 의미하며, 다양한 다른 통합 및 비통합된 구성이 마찬가지로 사용될 수도 있다.
도 1a 및 도 1b 에 도시된 공정에 사용되는 액체 및 기체 스트림들과 재료들은, 예를 들어 공정 사용 및 안전에 적합한 재료들로 구성되는 적합한 전달 라인들, 도관들 및 배관을 통하여 지향 및 전달될 수 있다. 특정 요소들이 물리적으로 병치될 수 있고 그리고 적절하다면 가요성 영역들, 강성 영역들 또는 이 둘 다의 조합 영역들을 가질 수 있음을 이해해야 한다. 스트림들 또는 화합물들을 지향할 시에, 개재 장치들 및/또는 선택적인 처리들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 펌프들, 밸브들, 매니폴드들, 기체 및 액체 유동 계량기들 및 분배기들, 샘플링 및 감지 디바이스들, 및 다른 장비가 (예를 들어, 압력들, 유동들 및 다른 작동 매개변수들을 모니터링, 제어, 조절 및/또는 전환시키기 위해) 존재할 수 있다.
산화 반응기 (110) 에 사용하기에 적합한 대표적인 방향족 공급원료 재료들은 카르복실산기로 산화가능한 적어도 하나의 그룹으로 하나 이상의 위치에서 치환된 방향족 화합물 (예를 들어, 탄화수소) 을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일부 실시형태들에서, 치환기의 위치는 제조되는 방향족 카르복실산의 카르복실산기들의 위치들에 대응한다. 일부 실시형태들에서, 산화가능한 치환기들은 알킬기들 (예를 들어, 메틸기, 에틸기 및/또는 이소프로필기) 을 포함한다. 다른 실시형태들에서, 산화가능한 치환기들은 하이드록시알킬기, 포르밀기, 알데히드기 및/또는 케토기와 같은 산소 함유기들을 포함한다. 치환기들은 동일하거나 상이할 수 있다. 공급원료 화합물의 방향족 일부는, 벤젠 핵일 수도 있거나 이중 또는 다중 고리 (예를 들어, 나프탈렌 및/또는 안트라센 핵들) 일 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 공급원료 화합물의 방향족 일부상의 산화가능한 치환기들의 수는 방향족 일부상에서 이용가능한 부위들의 수와 동일하다. 다른 실시형태들에서, 공급원료의 방향족 일부상의 산화가능한 치환기들의 수는 이러한 모든 부위들보다 적다 (예를 들어, 일부 실시형태들에서는 1 내지 4 개, 일부 실시형태들에서는 2 개). 본 발명에 따라서 단독으로 또는 조합하여 사용될 수도 있는 대표적인 공급 화합물들은 톨루엔; 에틸벤젠 및 다른 알킬 치환 벤젠; o-크실렌; p-크실렌; m-크실렌; 톨루알데히드, 톨루엔산, 알킬 벤질 알코올, 1-포밀-4-메틸벤젠, 1-히드록시메틸-4-메틸벤젠; 메틸아세토페논; 1,2,4-트리메틸벤젠; 1-포밀-2,4-디메틸-벤젠; 1,2,4,5-테트라메틸-벤젠; 알킬-, 포밀-, 아실-, 및 히드록시메틸 치환된 나프탈렌 (예를 들어 2,6-디메틸나프탈렌, 2,6-디에틸나프탈렌, 2,7-디메틸나프탈렌, 2,7-디에틸나프탈렌, 2-포밀-6-메틸나프탈렌, 2-아실-6-메틸나프탈렌, 2-메틸-6-에틸나프탈렌 등) 등; 및 전술한 것 중 임의의 부분적으로 산화된 유도체들; 및 이들의 조합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일부 실시형태들에서, 치환된 방향족 화합물은 메틸-, 에틸- 및/또는 이소프로필-치환된 방향족 탄화수소를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 치환된 방향족 화합물은 알킬-치환된 벤젠, o-크실렌, p-크실렌, m-크실렌 등 또는 이들의 조합물을 포함한다.
본 발명에 따라 제조된 방향족 카르복실산은 한정되지 않으며 하나 이상의 방향족 고리를 갖는 모노- 및 폴리카르복실화된 종들을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일부 실시형태들에서, 방향족 카르복실산은 액상 시스템에서 기체 및 액체 반응물의 반응에 의해 제조된다. 일부 실시형태들에서, 방향족 카르복실산은 단지 하나의 방향족 고리를 포함한다. 다른 실시형태들에서, 방향족 카르복실산은, 일부 실시형태들에서 융합된 (예를 들어, 나프탈렌, 안트라센 등) 그리고 일부 실시형태들에서 융합되지 않은, 다수의 (예를 들어, 2 개 이상의) 방향족 고리를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 방향족 카르복실산은 단지 하나의 카르복실산 (예를 들어, -CO2H) 일부 또는 이의 염 (예를 들어, -CO2X, 여기서 X 는 금속 양이온, 암모늄 이온 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 양이온 종) 을 포함한다. 다른 실시형태들에서, 방향족 카르복실산은 다수 (예를 들어, 2 개 이상) 의 카르복실산 일부 또는 이의 염을 포함한다. 대표적인 방향족 카르복실산은 테레프탈산, 트리메스산, 트리멜리트산, 프탈산, 이소프탈산, 벤조산, 나프탈렌 디카르복실산 등 및 이들의 조합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 일부 실시형태들에서, 본 발명은 정제된 테레프탈산 (PTA) 및 소위 중간 순도의 테레프탈산을 포함하는 순수한 형태의 테레프탈산의 제조에 관한 것이다.
산화 반응기 (110) 에서 수행될 수 있는 대표적인 유형의 산화는 액상 반응 혼합물에서 카르복실산기로 산화가능한 치환기들을 갖는 방향족 탄화수소를 포함하는 공급 재료와 산소 기체를 접촉시키는 것을 포함하는 액상 산화이다. 일부 실시형태들에서, 액상 반응 혼합물은 적어도 하나의 중금속 성분 (예를 들어, Co, Mn, V, Mo, Cr, Fe, Ni, Zi, Ce 또는 Hf 등 및 이들의 조합물) 및 촉진제 (예를 들어, 할로겐 화합물 등) 를 포함하는 촉매 조성물의 존재하에서 모노카르복실산 용매 및 물을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 산화는 액상 반응 혼합물을 유지하고 고온, 고압 증기상을 형성하는데 효과적인 상승된 온도 및 압력에서 수행된다. 일부 실시형태들에서, 액상 산화에서 방향족 공급 재료의 산화는 방향족 카르복실산 뿐만 아니라 방향족 공급 재료 및/또는 용매 부산물의 일부 또는 중간 산화 생성물들과 같은 반응 부산물을 생성한다. 일부 실시형태들에서, 방향족 카르복실산은 테레프탈산을 포함하고, 산화는 아세트산, 물 및 브롬-촉진 촉매 조성물을 포함하는 액상 산화 반응 혼합물에서 파라-크실렌을 기체 산소와 접촉시키는 것을 포함한다. 액상 산화 및 관련 공정들은 일괄 공정, 연속 공정 또는 반연속 공정으로서 수행될 수도 있다. 산화는 하나 이상의 반응기들에서 수행될 수도 있다.
도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이 구현될 수 있는 바와 같이 대표적인 실시형태에서, 적어도 약 99 중량% 치환된 방향족 탄화수소, 아세트산 수용액 (예를 들어, 약 70 내지 약 95 중량% 의 아세트산을 함유), 촉매 금속의 공급원으로서 코발트 및 망간 (예를 들어, 각각의 아세테이트와 같은) 의 가용성 화합물, 촉매 촉진제로서 브롬 (예를 들어, 브롬화수소), 및 공기를 포함하는 액체 공급 재료는 유입구 (112) 와 같은 유입구들을 통하여 산화 반응 용기 (110) 에 연속적으로 충전될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 용기 (110) 는 압력 정격화된 연속 교반식 탱크 반응기이다.
일부 실시형태들에서, 교반기 (120) 의 회전에 의해 교반이 제공될 수 있고, 이 교반기의 샤프트는 외부 동력원 (비도시) 에 의해 구동된다. 샤프트에 장착되고 그리고 액체 보디 (body) 내에 위치되는 임펠러들은, 액체 보디내에서 액체들을 혼합하고 그리고 기체들을 분산시키는 힘을 제공하도록 구성되어, 액체 보디의 하부 영역들에서 고체들의 침전을 방지한다.
일부 실시형태들에서, 파라-크실렌은 반응기 (110) 에서 주로 테레프탈산으로 산화된다. 테레프탈산 이외에 형성될 수 있는 부산물로서는 부분적인 그리고 중간의 산화 생성물 (예를 들어, 4-카르복시벤즈알데히드, 1,4-히드록시메틸 벤조산, p-톨루엔산, 벤조산 등 및 이들의 조합물) 을 포함하지만 이에 한정되지 않는다. 산화 반응은 발열반응이므로, 반응에 의해 생성되는 열은 액상 반응 혼합물의 비등 및 오버헤드 기체 스트림의 형성을 유발할 수 있고, 이 오버헤드 기체 스트림은 기화된 아세트산, 수증기, 산화 반응으로부터의 기체 부산물, 이산화탄소, 반응부에 충전된 공기로부터의 질소, 미반응 산소 등 및 이들의 조합물을 포함한다.
일부 실시형태들에서, 액상 반응 혼합물에서 교반된 고체 산화 생성물을 포함하는 액체 유출물은 슬러리 유출구 (114) 를 통하여 반응 용기 (110) 로부터 제거되고 스트림 (115) 에서 고체 생성물을 회수하기 위해서 결정화 용기 (152) 그리고 이어서 결정화 용기 (156) 로 지향된다.
일부 실시형태들에서, 고체 미가공 생성물은 하나 이상의 단계들에서 결정화에 의해, 예를 들어 단일 결정화 용기에서 또는 도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이, 일련의 복수의 교반된 결정화 용기들에서 액체로부터 회수될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 결정화 공정은 생성물 회수를 증가시키기 위해 초기 단계에서부터 후기 단계들로 온도 및 압력의 순차적인 감소를 포함한다. 일례로서, 도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이, 결정화 용기들 (152, 156) 은, 용기 (152) 로부터의 생성물 슬러리가 용기 (156) 로 전달될 수 있도록 일렬로 그리고 유체 연통하여 제공될 수 있다. 결정화 용기들에서의 냉각은 압력 방출에 의해 달성될 수 있다. 하나 이상의 결정화 용기들은, 배출부들 (154, 158) 에서와 같이, 압력 저감 및 플래시된 증기로부터 열교환 수단 (비도시) 으로의 스팀의 생성으로 인한 증기를 제거하도록 배출될 수 있다.
도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이, 결정화 용기 (156) 는 고체-액체 분리 디바이스 (190) 와 유체 연통한다. 고체-액체 분리 디바이스 (190) 는 결정화 용기 (156) 로부터 고체 생성물의 슬러리를 수용하도록 구성된다. 일부 실시형태들에서, 고체-액체 분리 디바이스 (190) 는 액체로부터 미가공 고체 생성물 및 부산물을 분리하도록 추가로 구성된다. 일부 실시형태들에서, 분리 디바이스 (190) 는 원심 분리기, 회전식 진공 필터, 압력 필터 등 또는 이들의 조합이다. 일부 실시형태들에서, 분리 디바이스 (190) 는 (예를 들어, 물을 포함하는 세척액과 함께 필터 케이크 (filter cake) 내의 모액의 압력하에서 포지티브 변위에 의해) 용매 교환하도록 구성된 압력 필터를 포함한다. 적절한 회전식 압력 필터들은 BHS-Sonthofen 에 의해 판매되며, 예를 들어 미국 특허 제 2,741,369 호 및 제 7,807,060 호 및 미국 특허 출원 공개 제 2005/0051473 호에 개시되어 있다. 이러한 분리로 인한 산화 모액은 모액 드럼 (192) 으로 전달하기 위해 스트림 (191) 으로 분리 디바이스 (190) 를 나올 수 있다. 모액의 일부 및 일부 실시형태들에서, 모액의 주요부는 드럼 (192) 에서 산화 반응기 (110) 로 전달될 수 있다. 이러한 방식으로, 모액에서 미세 고체 입자들로서 용해 및/또는 존재하는 모노카르복실산 용매, 물, 촉매 및/또는 산화 반응 부산물이 액상 산화 반응으로 되돌아갈 수 있다.
도 1a 및 도 1b 에 도시된 바와 같이, 가열된 미가공 고체 생성물을 포함하는 스트림 (197) 은 반응 혼합물 보충 용기 (200) 를 포함하는 혼합 구역으로 지향될 수 있다. 스트림 (197) 내의 미가공 고체 생성물은 미가공 방향족 카르복실산을 포함하는 정제 반응 혼합물을 형성하기 위해 라인 (202) 을 통하여 용기 (200) 에 진입하는 보충 용매로 보충 용기 (200) 에서 혼합 및 교반될 수 있다. 용기 (200) 에서 조제된 정제 반응 혼합물은 라인 (204) 을 통하여 인출되고 그리고 펌프 (206) 로 전달된다. 일부 실시형태들에서, 정제 보충 용매는 물을 함유한다. 일부 실시형태들에서, 용매 라인 (202) 은 보충 용매를 함유하기 위한 유지 용기 (비도시) 에 연결된다. 다른 실시형태들에서, 용매는 탈기기 (deaerator) 로부터 공급된 새로운 탈염수를 포함한다. 다른 실시형태들에서, 용매는 통합 공정 (100) 의 다른 부분으로부터 공급된다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 용매는 컬럼 (330) 에서의 오프-기체 분리부로부터 또는 결정화 구역으로부터 회수된 증기로부터 얻은 응축물을 포함한다. 정제 보충 용매의 공급원들은, 예를 들어 미국 특허 제 5,723,656 호, 제 6,137,001 호, 제 7,935,844 호, 제 7,935,845 호 및 제 8,173,834 호에 보다 완전히 기재되어 있다. 정제 보충 용매의 적합한 공급원들은 탈염수, 스팀 응축물, 스트림 (334) 으로부터 응축된 오버헤드와 같은 산화 섹션에서의 증류물로부터의 응축물 및 220 과 같은 정제 결정화기들로부터의 응축물을 포함한다.
라인 (204) 을 통하여 용기 (200) 를 나오는 정제 반응 혼합물은 예비 가열 구역에 진입한다. 미가공 방향족 카르복실산을 포함하는 정제 반응 혼합물은 예비 가열 구역안으로 도입된다. 도 1a 및 도 1b 에 도시된 예비 가열 구역은, 펌프 (206) 및 열교환기 (208) 를 포함한다. 도 1a 및 도 1b 에는 하나의 열교환기만이 도시되어 있지만, 예비 가열 구역은 일렬로 또는 병렬로 구성된 추가의 열교환기들을 포함할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 열교환기 (208) 는 정제 반응 혼합물의 온도를 담지 촉매를 사용하여 정제 반응에 필요한 온도까지 상승시킨다.
가열된 정제 반응 혼합물은 예비 가열 구역을 나오고 그리고 정제 구역에 진입한다. 정제 구역은 정제 반응기 (210) 를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 정제 반응기 (210) 는 수소화 반응기이고, 정제 반응기 (210) 에서의 정제는 수소화 촉매의 존재하에서 미가공 방향족 카르복실산을 포함하는 정제 반응 혼합물을 수소와 접촉시키는 것을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 정제 액체 반응 혼합물의 일부는 스트림 (211) 에서 수소화 반응기 (210) 로부터 연속적으로 제거될 수 있고 하류측 결정화 구역에서 결정화 용기 (220) 로 지향될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 결정화 용기 (220) 에서, 테레프탈산 및 감소된 수준의 불순물이 반응 혼합물로부터 결정화될 수 있다. 용기 (220) 내에 형성된 액체와 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 결과적으로 얻어진 슬러리는 스트림 (221) 에서 고체-액체 분리 장치 (230) 로 지향될 수 있다. 스팀 및 수소를 포함하는 최종 증기 스트림은 미가공 카르복실산을 가열하도록 스트림 (222) 의 예비 가열 구역의 열교환기 (208) 로 지향된다. 일부 실시형태들에서, 스트림 (222) 의 증기 스트림은 열교환기 (208) 의 쉘측에 진입한다. 정제된 카르복실산 생성물은 스트림 (231) 에서 고체-액체 분리 디바이스 (230) 를 나온다. 일부 실시형태들에서, 정제 모액의 적어도 일부, 일부 실시형태들에서는 전부 또는 실질적으로 전부는, 예를 들어 미국 특허 제 5,723,656 호, 제 6,137,001 호, 제 7,935,844 호, 제 7,935,845 호 및 제 8,173,834 호에 보다 완전히 기재된 바와 같이, 고압 증류 칼럼 (330) 으로의 환류로서 스트림 (233) 에서 지향될 수 있다. 다른 실시형태들에서, 스트림 (233) 은 폐수 처리 설비로 지향될 수 있다. 또 다른 대안은 미국 특허 공개 제 2012/142962 호에 기재된 바와 같이 고체 생성물의 회수를 위해 스트림 (233) 을 냉각시키는 것이다. 고체-액체 분리 디바이스 (230) 는 원심 분리기, 회전식 진공 필터, 압력 필터 등 또는 이들의 조합일 수 있다.
공정 (100) 은 치환된 방향족 화합물의 산화에 의해 형성된 기체 스트림의 적어도 일부를 처리하도록 구성된 오프-기체 처리 구역 (300) 을 더 포함한다. 오프-기체 처리 구역 (300) 은 증류 칼럼 (330), 열교환기 (337, 338), 촉매 산화 유닛 (344) 및 팽창기 (347) 를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 열교환기 (208) 로부터의 증기 스트림의 적어도 일부는 스트림 (224) 또는 스트림 (226) 에서 오프-기체 처리 구역 (300) 으로 배출된다.
기체 스트림은 배출부 (116) 를 통하여 반응기로부터 제거되고 스트림 (111) 에서 증류 칼럼 (330) 으로 보내어질 수 있다. 분리 구역은, 용매 모노카르복실산으로부터 물을 분리하고 그리고 라인 (331) 에서 반응기로 용매 농후 액상을 복귀시키도록 구성된다. 증류된 기체 스트림은 라인 (334) 에서 분리 구역으로부터 제거되고 추가 처리된다. 일부 실시형태들에서, 증류된 기체 스트림은 질소, 산소, 물, 아세트산, 탄소 산화물 및 메틸 브롬화물을 포함한다. 환류는 라인 (335) 에서 칼럼 (330) 으로 복귀된다. 환류 유체는 물이 풍부한 기체 스트림 (334) 의 응축된 부분을 포함할 수 있거나 다른 공급원들로부터 유체를 포함할 수 있다. 오버헤드 기체 스트림 및 환류 유체의 공급원들의 추가 처리의 실시예들로서는 미국특허 제 5,723,656 호, 제 6,137,001 호, 제 7,935,844 호, 제 7,935,845 호 및 제 8,173,834 호에 보다 완전히 기재되어 있다.
일부 실시형태들에서, 증기 스트림의 적어도 일부는 도 1a 에 도시된 바와 같이 스트림 (224) 의 열교환기 (337 및 338) 의 상류측으로 배출되고 스트림 (336) 의 증류된 기체 스트림과 조합된다. 스트림 (224) 에서의 증기 스트림은 스팀 및 수소를 포함한다. 에너지는 쉘측 유체 (비도시) 의 가열에 의해 열교환기 (337 및 338) 에서 스팀으로부터 회수되고 스트림 (336) 은 냉각된다. 물 또는 다른 공정 스트림과 같은 쉘측 유체는, 예를 들어 공정에서 다른 곳에서 사용하기 위한 스팀을 발생시킴으로써 또는 나중에 사용하기 위해 물 또는 공정 스트림을 가열함으로써 에너지를 생성시키는데 사용될 수 있다. 열교환기들을 사용하여 스팀으로부터 에너지를 회수할 수 있고 그리고 공정의 이 부분을 건조하게 유지할 필요가 없기 때문에, 공정에서 이 지점에서 스트림 (224) 의 스팀을 추가하는 것이 유리하다. 응축되지 않은 기체는 그 후에 스트림 (339) 에서 휘발성 성분을 제거하도록 구성된 고압 흡수기 (340) 로 지향된다. 휘발성 성분은 증기를 액체와 접촉시킴으로써, 우선 아세트산 농후 스트림 (350) 및 그 후에 물이 풍부한 스트림 (351) 과 접촉시킴으로써 제거될 수 있다. 결과적으로 얻은 스크러빙액 (352 및 353) 은 산화 반응기 (110) 와 같은 공정의 다른 부분으로 지향될 수 있다.
고압 흡수기 (340) 로부터의 스크러빙된 증기 유출물은 스트림 (341) 을 통하여 증기 유출물을 약 120 ℃ 의 온도로 가열하도록 구성된 열교환기 (342) 로 지향시킨다. 가열된 유출물은 스트림 (343) 을 통하여 촉매 산화 유닛 (344) 으로 지향된다. 촉매 산화 유닛 (344) 은 촉매 산화 반응기 유출물로부터 열을 회수하여 촉매 산화 유닛 (344) 에 진입하는 스트림의 온도를 약 300 ℃ 까지 상승시키는 제 2 열교환기 (비도시) 및 촉매 산화 반응기 (비도시) 를 포함한다. 증기 스트림 (열교환기들 (337 및 338) 의 상류측 스트림 (224) 에서 배출되는 증기 스트림의 적어도 일부) 으로부터의 수소는 촉매 산화 유닛 (344) 에서 연소되어 또한 에너지를 회수한다. 촉매 산화 유닛 (344) 은, 휘발성 유기 화합물을 파괴하고 하류측 부식 문제를 방지하기에 충분히 고온인 (즉, 하류측 공정을 건조하게 유지) 유출물을 생성하기에 충분히 고온일 필요가 있다. 증기 스트림의 적어도 일부로부터 수소를 연소시킴으로써, 촉매 산화 유닛 (344) 에 의해 생성된 발열 반응열을 증가시키고, 이는 시스템으로의 보다 적은 에너지 입력을 가능하게 하여, 또한 과량의 연료가 촉매 산화 유닛 (344) 에 첨가될 필요가 없기 때문에 종래의 공정들보다 경제적인 공정을 초래한다.
일부 실시형태들에서, 증기 스트림의 적어도 일부는 도 1b 에 도시된 바와 같이 스트림 (226) 에서 촉매 산화 유닛 (344) 으로 유도되는 스트림 (341) 으로 배출된다. 스트림 (226) 에서의 증기 스트림은 스팀 및 수소를 포함한다. 증기 스트림에서 스팀이 스트림 (341) 을 가열하여 촉매 산화 유닛 (344) 에 진입하기 전에 스트림 (341) 을 가열하기 위해 많은 추가 에너지가 필요하지 않기 때문에 에너지가 회수된다. 하지만, 액체수는 촉매 산화 유닛 (344) 및 하류측 공정에 해로울 수 있다. 따라서, 촉매 산화 유닛 (344) 에 진입하는 스트림 (341) 의 온도는 물을 증발시키기 위해 더 높일 필요가 있을 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 팽창기에서의 스트림의 온도는 (도 1a 에 도시된 실시형태와 비교하여) 압력이 낮아질 때 만큼 많이 감소될 수 없다. 따라서, 팽창기에 의해 더 적은 에너지가 회수될 수 있다. 도 1a 에 도시된 공정에서와 같이, 증기 스트림 (스트림 (226) 에서 배출되는 증기 스트림의 적어도 일부) 으로부터의 수소는 촉매 산화 유닛 (344) 에서 연소되고, 이는 또한 에너지를 회수하게 된다. 증기 스트림의 적어도 일부로부터 수소를 연소시킴으로써, 촉매 산화 유닛 (344) 에 의해 생성된 발열 반응열을 증가시키고, 이는 시스템으로의 보다 적은 에너지 입력을 가능하게 하여, 또한 과량의 연료가 촉매 산화 유닛 (344) 에 첨가될 필요가 없기 때문에 종래의 공정들보다 경제적인 공정을 초래한다.
메틸 브롬화물은 촉매 산화 유닛 (344) 에서 산화되어 브롬 및 HBr 을 형성한다. 일부 실시형태들에서, 제 1 촉매 산화 유출물 및 제 2 촉매 산화 유출물이 형성된다. 제 1 촉매 산화 유출물은 스트림 (345) 을 통하여 팽창기 (347) 로 지향되고, 발전기 (348) 에서 제 1 촉매 산화 유출물로부터 에너지가 회수된다. 일부 실시형태들에서, 제 2 촉매 산화 유출물은 제 2 촉매 산화 유출물로부터 브롬을 제거하기 위해 스트림 (346) 에서 스크러버 (349) 로 지향된다.
일부 실시형태들에서, 스트림 (345) 에서 팽창기 (347) 에 진입하는 제 1 촉매 산화 유출물의 온도는 150 ℃ 이상이다. 일 실시형태에서, 온도는 170 ℃ 이상이다. 스트림 (345) 에서 제 1 촉매 산화 유출물의 온도는 촉매 산화 유닛 (344) 에 진입하는 스트림 (343) 의 입구 온도 및 촉매 산화 반응기를 가로지르는 반응열 둘 다에 의해 제어된다. 스트림 (224) 또는 스트림 (226) 으로부터 수소를 연소시킴으로써 반응열을 증가시킨다.
본원에 인용된 특허문헌 및 비특허문헌 각각 및 전부의 전체 내용은, 본 명세서로부터 임의의 일관되지 않는 기재 또는 규정이 있는 경우에, 이러한 기재 또는 규정이 주도적인 것을 제외하고, 본원에 원용된다.
전술한 상세한 설명 및 첨부된 도면은 설명 및 도시를 위해 제공되었고, 첨부된 청구범위의 범위를 한정하려는 것은 아니다. 본원에 개시된 바람직한 본원의 실시형태들에 대한 많은 변경들은 당업자에게 명백할 것이고 첨부된 청구범위의 범위 및 이들의 등가물내에 있다.
첨부된 청구범위에 기재된 요소들 및 특징들은 마찬가지로 본 발명의 범위내에 있는 새로운 청구범위들을 형성하도록 다양한 방식으로 결합될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 이하 첨부된 종속항들이 하나의 독립항 또는 종속항만을 인용하지만, 이러한 종속항들은 대안으로서 임의의 선행하는 청구항 (독립항이든 종속항이든) 으로부터 선택적으로 인용하도록 할 수 있고 그리고 이러한 새로운 조합들은 본 명세서의 일부를 형성하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예
이하의 실시예는 컴퓨터 시뮬레이션에 기초한다. 최상단 행은 정제 공정에서 예비 가열 구역에서 증기 스트림을 배출함으로써 촉매 산화 ("CATOX") 시스템안으로 수소를 추가하는 이점을 보여준다. CATOX 유출물은 통상적으로 팽창기로 이어진다. 입구가 더 고온일수록, 더 많은 에너지가 회수될 수 있다. 대안으로, CATOX 반응기에 진입하는 기체를 가열하기 위해 적은 연료 또는 스팀이 필요하다. 둘 다 에너지 절감을 가져온다. 아래의 표에 도시된 바와 같이, 예비 가열 구역에서 증기 스트림을 배출하면, 팽창기에 진입하는 CATOX 유출물의 온도를 증가시키고 따라서 종래의 공정보다 경제적인 공정이 가능하다.
메틸 브롬화물과 같은 휘발성 유기 화합물의 적절한 파괴를 보장하기 위해 CATOX 시스템에서 어떠한 온도 (> 300 ℃) 를 유지할 필요가 있다. 오버헤드 시스템에서의 수소 농도는 공기 중에서 4 % 의 폭발 하한 미만이므로, 안전 위험을 초래하지 않는다.
Figure pct00001
이 공정에 대해서 전체 공정 스택으로부터 메틸 브롬화물의 농도가 약 40 % 감소된 것이 관찰된다. 따라서, 메틸 브롬화물의 유출물은 종래의 공정들에 비하여 감소된다.

Claims (17)

  1. 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법으로서,
    미가공 (crude) 방향족 카르복실산 및 기체 스트림을 형성하도록 반응 구역에서 치환된 방향족 화합물을 산화시키는 단계,
    예비 가열 구역에서 상기 미가공 방향족 카르복실산을 가열하는 단계,
    정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 수소화 반응기에서 촉매의 존재하에서 상기 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키는 단계,
    스팀과 수소를 포함하는 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 결정화 구역에서 상기 정제된 방향족 카르복실산을 결정화시키는 단계,
    슬러리로부터 정제된 카르복실산 생성물을 회수하는 단계,
    상기 미가공 방향족 카르복실산을 가열하도록 상기 증기 스트림의 적어도 일부를 상기 예비 가열 구역으로 지향시키는 단계,
    상기 예비 가열 구역에서부터 오프-기체 처리 구역으로 상기 증기 스트림의 적어도 일부를 배출하는 단계로서, 상기 오프-기체 처리 구역은 상기 치환된 방향족 화합물의 산화에 의해 형성된 상기 기체 스트림의 적어도 일부를 처리하도록 구성되는, 상기 배출하는 단계, 및
    상기 오프-기체 처리 구역에서 상기 증기 스트림으로부터 에너지를 회수하는 단계를 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오프-기체 처리 구역은 적어도 하나의 열교환기, 촉매 산화 유닛 및 팽창기를 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 증기 스트림의 적어도 일부는 적어도 하나의 열교환기의 상류측에서 배출되는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    증류된 기체 스트림을 형성하도록 증류 컬럼에서 상기 기체 스트림을 증류시키는 단계를 더 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 증기 스트림의 적어도 일부는 상기 증류된 기체 스트림을 가열하도록 촉매 산화 유닛으로 유도되는 스트림으로 배출되는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    메틸 브롬화물을 포함하는 상기 증류된 기체 스트림을 촉매 산화 유닛으로 지향시키는 단계,
    상기 촉매 산화 유닛에서 상기 증기 스트림내의 수소를 연소시키는 단계,
    브롬을 형성하도록 상기 촉매 산화 유닛에서 메틸 브롬화물을 산화시키는 단계,
    제 1 촉매 산화 유출물 및 제 2 촉매 산화 유출물을 형성하는 단계, 및
    상기 제 1 촉매 산화 유출물을 팽창기로 지향시키는 단계를 더 포함하고,
    상기 팽창기는 상기 제 1 촉매 산화 유출물로부터 에너지를 회수하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 촉매 산화 유출물을 스크러버로 지향시키는 단계, 및
    상기 스크러버로 상기 제 2 촉매 산화 유출물로부터 브롬을 제거하는 단계를 더 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 팽창기에 진입하는 상기 제 1 촉매 산화 유출물의 온도는 150 ℃ 이상인, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 예비 가열 구역은 열교환기를 포함하고, 상기 증기 스트림은 상기 열교환기의 쉘측에 진입하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 정제된 방향족 카르복실산은 테레프탈산을 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 방법.
  11. 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치로서,
    미가공 카르복실산 및 기체 스트림을 형성하도록 치환된 방향족 화합물을 산화시키도록 구성된 반응 구역,
    상기 미가공 카르복실산을 가열하도록 구성된 예비 가열 구역,
    정제된 방향족 카르복실산을 형성하도록 촉매의 존재하에서 상기 미가공 방향족 카르복실산을 수소와 접촉시키도록 구성된 수소화 반응기,
    스팀과 수소를 포함하는 증기 스트림 및 고체 정제된 방향족 카르복실산을 포함하는 슬러리 스트림을 형성하도록 상기 정제된 방향족 카르복실산을 결정화시키도록 구성된 결정화 구역,
    슬러리로부터 정제된 카르복실산 생성물을 회수하도록 구성된 회수 구역, 및
    상기 치환된 방향족 화합물의 산화에 의해 형성된 상기 기체 스트림의 적어도 일부를 처리하도록 구성된 오프-기체 처리 구역을 포함하고,
    상기 증기 스트림의 적어도 일부는 상기 미가공 방향족 카르복실산을 가열하도록 상기 예비 가열 구역으로 지향되며, 상기 예비 가열 구역으로부터 상기 증기 스트림의 적어도 일부는 상기 오프-기체 처리 구역으로 배출되고, 상기 증기 스트림으로부터의 에너지는 상기 오프-기체 처리 구역에서 회수되는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오프-기체 처리 구역은 적어도 하나의 열교환기, 촉매 산화 유닛 및 팽창기를 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    증류된 기체 스트림을 형성하도록 기체 스트림을 증류시키도록 구성된 증류 칼럼을 더 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    촉매 산화 유닛은 촉매 산화 유출물을 형성하도록 상기 증류된 기체 스트림을 산화시키도록 구성되는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    팽창기는 상기 촉매 산화 유출물로부터 에너지를 회수하도록 구성되는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 예비 가열 구역은 열교환기를 포함하고, 상기 증기 스트림은 상기 열교환기의 쉘측에 진입하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 정제된 방향족 카르복실산은 테레프탈산을 포함하는, 정제된 방향족 카르복실산을 제조하기 위한 장치.
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