使用切换冷凝器的工艺.pdf

提供了控制切换冷凝器操作的工艺。

权利要求书一种控制多个切换冷凝器的连续工艺，所述工艺包括：
使多个切换冷凝器以x/y循环操作；
检测所述多个切换冷凝器中的至少一种变化；和将所述多个切换冷凝器切换至x/y‑n循环；
其中x为凝华模式中的切换冷凝器的数目；y为熔融模式和冷却模式中的切换冷凝器的数目；x+y为切换冷凝器总数的总和；和n独立地为1－20的数。
权利要求1的工艺，其中n为1－15的数。
权利要求1的工艺，其中n为1－10的数。
前述权利要求任一项的工艺，进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以x‑n'/y‑n循环操作；其中n'独立地为1－20的数。
权利要求1－3任一项的工艺，进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以x+n″/y‑n循环操作；其中n″独立地为1－20的数。
前述权利要求任一项的工艺，其中所述切换通过工艺控制应用控制。
权利要求6的工艺，其中所述工艺控制应用包括分布式控制软件程序。
权利要求6－7任一项的工艺，其中所述工艺控制应用包括以下的至少一种能力和它们的任意组合：控制操作模式、监控切换阀的状态、调节切换冷凝器的温度。
前述权利要求任一项的工艺，其中在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率基本上保持相同。
前述权利要求任一项的工艺，其中在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率增加不超过10%。
权利要求1－9任一项的工艺，其中在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率增加不超过5%。
前述权利要求任一项的工艺，其中切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗为15%或更小。
权利要求1－11任一项的工艺，其中切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗为10%或更小。
前述权利要求任一项的工艺，其中切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗为5%或更小。
一种回收邻苯二甲酸酐的连续工艺，所述工艺包括：
制备邻苯二甲酸酐；使所述邻苯二甲酸酐通过以5/2循环操作的多个切换冷凝器；
检测邻苯二甲酸酐回收工艺参数中的至少一种变化；和
将所述多个切换冷凝器切换至以5/1循环操作。
权利要求15的工艺，进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以4/1循环操作。
权利要求15－16任一项的工艺，其中所述至少一种变化包括切换冷凝器失效。
权利要求1－17任一项的工艺，其中切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗为15%或更小。
权利要求1－17任一项的工艺，其中切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗为10%或更小。
权利要求1－17任一项的工艺，其中切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗为5%或更小。
权利要求15－20任一项的工艺，其中所述切换通过工艺控制应用控制。
权利要求21的工艺，其中所述工艺控制应用包括分布式控制软件程序。
权利要求21－22任一项的工艺，其中所述工艺控制应用包括以下的至少一种能力和它们的任意组合：控制操作模式、监控切换阀的状态、调节切换冷凝器的温度。
权利要求15－23任一项的工艺，其中在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率基本上保持相同。
权利要求15－23任一项的工艺，其中在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率增加不超过10%。
权利要求15－23任一项的工艺，其中在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率增加不超过5%。

说明书使用切换冷凝器的工艺
优先权要求
本申请要求于2010年2月12日提交的序列号61/304,063和2010年4月23日提交的EP 10160912.1的优先权，这些文献的公开内容以它们的整体引入作为参考。
技术领域
本文公开的实施方案总的涉及在例如邻苯二甲酸酐的回收中使用切换冷凝器(switch condenser)的工艺。
背景技术
邻苯二甲酸酐(PAN)是可用于制备增塑剂、聚酯、醇酸树脂和染料的重要商业化学物质。一种重要应用是在邻苯二甲酸烷基酯例如邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯的制备中，它们被用作通常用于聚氯乙烯的增塑剂。这些邻苯二甲酸酯可以进一步氢化成相应的二环己酸酯。邻苯二甲酸酐通常由原料例如邻二甲苯(邻‑二甲苯)和萘制备，合适的氧化工艺公开于WO 2009/040245和WO 2009/040246中。这些原料的价格和作为直接结果的邻苯二甲酸酐的价格取决于供需而极大波动。由于原料成本是邻苯二甲酸酐价格的主要因素，因此用于制备邻苯二甲酸酐的任何系统捕获尽可能多的所得产物极其重要。邻苯二甲酸酐可以成功地由许多工艺的任一种制备，即(1)在固定床反应器中邻二甲苯的空气氧化；(2)在固定床反应器中石油或煤焦油萘的空气氧化；(3)邻二甲苯的流化床氧化；(4)石油或煤焦油萘的流化床氧化；和(5)邻二甲苯或萘的液相氧化。
用于各种汽相路径的常用工艺方案是将烃进料(蒸汽形式)与压缩空气混合并且将混合物送入多管式固定床反应器，所述反应器包含填充有涂覆在惰性无孔载体上的氧化催化剂例如氧化钒和二氧化钛的管。当使用流化床反应器时，可以将液体形式的烃进料直接注入流化的催化剂床，使得空气和烃在反应器中混合以制得反应器流出物气体(即，汽相氧化产物)。反应器装有用于除去氧化反应热的装置。除去的热用于产生蒸汽。
在汽相氧化产物排出固定床或流化床反应器后，将其冷却以使得邻苯二甲酸酐冷凝。这使得邻苯二甲酸酐从气体料流中分离。
在邻苯二甲酸酐的制备中，排出包含氧化催化剂的多管式固定床或流化床反应器的反应产物是尤其包含氮气、水、CO2和希望的邻苯二甲酸酐的热的气体混合物。反应产物通常首先在气体冷却器中冷却，其中蒸汽非常便利地可以在冷却剂侧产生。邻苯二甲酸酐通常在切换冷凝器中通过(去)升华－一种也可以称为冷凝或沉积的相变而从冷却的反应产物中回收，其中邻苯二甲酸酐作为固体收集在切换冷凝器表面，通常是热交换器管上，所述管通常在气体侧有翅片以提高传热。切换冷凝器用能够承受使用的高温的冷却流体，通常为热流体或热油冷却。在收集操作中，固体邻苯二甲酸酐层通常聚集在有翅片的交换器管外表面上之后，切换冷凝器可以从收集操作切换至熔融操作。因此通常中断通过所述切换冷凝器的气体料流并且通常在加热后立刻由加热流体，通常是相同的热流体或热油代替冷却流体，使得邻苯二甲酸酐熔融并且形成液体，并且将液体邻苯二甲酸酐排出并且收集用于进一步加工。排空的切换冷凝器在放回收集操作前通过由冷却流体代替加热流体而冷却。
邻苯二甲酸酐通常冷凝成固体。然而，可以使用两级冷凝系统以首先使一部分邻苯二甲善根冷凝成液体并且然后使剩余物冷凝成固体。该工艺进一步包括通过使邻苯二甲酸酐冷凝成液体的预冷凝器，随后是将邻苯二甲酸酐作为固体收集的切换冷凝器，将邻苯二甲酸酐从反应产物混合物中回收。预冷凝器的加入提供了优点：通过降低爆炸性组分的浓度并且通过将操作温度降低至所得气态混合物的最小点燃温度，将气态混合物带到爆炸极限外，并且这在气体混合物进入切换冷凝器之前。预冷凝器优选还包含翅片管，并且可以用任何类型的冷却介质冷却，例如可以使用热水，因为其允许避免具有过低温度的点的出现并且有将预冷凝器出口温度控制在窄范围内的能力。预冷凝器的出口可以保持在至少137℃的温度。
使用切换冷凝器使粗制邻苯二甲酸酐从汽相氧化产物中分离描述于例如U.S.专利Nos.4,435,580、5,214,157、5,508,443和5,869,700中。所得的汽相氧化产物在进入切换冷凝器或者任选地预冷凝器，在预冷凝器中其进一步冷却到至少137℃之前，通过一个或多个气体冷却器从反应温度冷却至170－180℃。切换冷凝器入口温度应该足够高以通过不过于接近邻苯二甲酸酐的固化点(131℃)操作，在具有低的壁温的区域防止液体邻苯二甲酸酐冷凝或者固体邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酸沉积。在余下的蒸汽进入切换冷凝器之前，任何冷凝的液体通常分离出来。切换冷凝器使用冷的冷凝器油使汽相氧化产物凝华，并且然后使用用蒸汽加热的热的冷凝器油熔融固相粗制邻苯二甲酸酐产物。如DE 4427872中公开，热的冷凝器油和冷的冷凝器油均通过多个阀和管道排列泵送入装有水平布置的翅片热交换器管的切换冷凝器。
在该工艺中并且在一段时间后，切换冷凝器装满产物并且然后将冷凝器切换至加热模式以使PAN熔融用于进一步纯化。当熔融步骤结束时，将冷凝器冷却以备用于下一个凝华循环。在PAN制备工艺中，需要至少两个切换冷凝器以使得能够不中断的流动通过氧化反应器。在实践中取决于氧化反应器的容量和单个切换冷凝器的表面积，可以使用三个或多个切换冷凝器。切换冷凝器的数目和表面积还与通过氧化反应器的总气体速率和切换冷凝器选择有关，因为过高的流速将由于在切换冷凝器中过短的停留时间并且由于冷凝的PAN固体带入下游废气清洁装置，而因此将造成降低的切换冷凝器效率。尽管优选大表面积以降低通过所述切换冷凝器的流速，但将限制切换冷凝器的总数以使PAN生产设备的投资最优化。已经报导了具有三个6000m2、十二个4200m2或七个2550m2切换冷凝器的例子，这取决于PAN生产设备的总容量。
对于七个切换冷凝器构型，通常5个冷凝器为凝华模式，它们中的一个为熔融模式，并且另一个为冷却模式。这通常称为5/2循环。对于三个切换冷凝器构型，通常2个冷凝器为凝华模式并且它们中的一个为组合的熔融和冷却模式。对于12个切换冷凝器构型，通常至多10个冷凝器为凝华模式，它们中的一个或多个为熔融模式，并且另外的1或2个为冷却模式。在先进的系统中，工艺控制系统，例如包括工艺控制应用，自动控制各个操作模式，和用于切换冷凝器工艺气体入口和出口阀并且用于冷却和加热液体入口和出口阀的切换步骤。工艺控制系统提供了连续检验切换阀的状态以保护下游废气清洁设备，例如催化焚化炉用于有价值PAN的未受控的带入。该应用还允许更加逐步地改变冷却和加热介质的温度，使切换冷凝器设备上的热应力最小化。热应力引起机械失效，导致PAN产物泄露，由于油内部泄漏到PAN中导致PAN产物污染，这需要立即中断操作，但这也缩短了切换冷凝器的使用寿命。在其它领域中提出了应用。参见例如US专利申请公开No.2009/0005908和EP 2009520A。
其它背景文献包括DE 3512930、GB916882和U.S.专利No.4,391,617。
在切换冷凝器、相关的装置或设备之一失效的情形下，必须关闭PAN生产单元，必须绕过失效的切换冷凝器并且当重新起动余下的6个冷凝器时以4/2循环模式操作。由于由设备停工期产生的生产损失和通常20%交换器容量的损失，因此该模式非常不经济。这造成高出25%的通过所述切换冷凝器的气体速率，降低了切换冷凝器的效率并且在下游催化焚化炉上造成更高的有机负荷。还增加了焚化炉催化剂失效的风险。一种选择将是使通过氧化反应器的气体速率降低20%以补偿交换器容量的损失，这造成生产容量相应的损失。因此，将希望避免、最小化或推迟设备关闭，同时保持切换冷凝器的效率。另外，还将希望更好地保护下游设备例如催化焚化炉抵抗超载和失效。
发明内容
发明概述
在一类实施方案中，本发明提供一种控制多个切换冷凝器的连续工艺，所述工艺包括：
使多个切换冷凝器以x/y循环操作；
检测所述多个切换冷凝器中的至少一种变化；和
将所述多个切换冷凝器切换至x/y‑n循环；
其中x为凝华模式中的切换冷凝器的数目；y为熔融模式和冷却模式中的切换冷凝器的数目；x+y为切换冷凝器总数的总和；和n独立地为1－20的数。
在前面的实施方案中，n为1－15或1－10的数。
在前面的实施方案中，该工艺可以进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以x‑n'/y‑n循环操作；其中n'独立地为1－20的数。
在前面的实施方案中，该工艺可以进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以x+n″/y‑n循环操作；其中n″独立地为1－20的数。
在另一类实施方案中，本发明还提供一种回收邻苯二甲酸酐的连续工艺，所述工艺包括：
制备邻苯二甲酸酐；
使所述邻苯二甲酸酐通过以5/2循环操作的多个切换冷凝器；
检测邻苯二甲酸酐回收工艺参数中的至少一种变化；和
将所述多个切换冷凝器切换至以5/1循环操作。
前面的实施方案可以进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以4/1循环操作。
在本文所述的任一个实施方案中，切换可以通过工艺控制应用而控制。
在前面的实施方案中，工艺控制应用可以包括分布式控制软件程序(a distributed control software program)。
在前面的实施方案中，工艺控制应用可以包括以下的至少一种能力和它们的任意组合：控制操作模式、监控切换阀的状态、调节切换冷凝器的温度。
在本文所述的任一个实施方案中，在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率可以基本上保持相同。
在本文所述的任一个实施方案中，在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率可以增加不超过10%。
在本文所述的任一个实施方案中，在所述切换后，通过所述切换冷凝器的气体速率可以增加不超过5%。
在本文所述的任一个实施方案中，切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗可以为15%或更小。
在本文所述的任一个实施方案中，切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗可以为10%或更小。
在本文所述的任一个实施方案中，切换循环后，所述多个切换冷凝器的热交换器容量损耗可以为5%或更小。
附图简述
图1表示具有一个共用的入口和出口集管的切换冷凝器段的典型总布置。
图2表示具有一个共用的入口集管和两个合并到出口集管中的平行出口子集管(sub‑header)的切换冷凝器段的典型总布置。
图3表示使邻苯二甲酸酐从气体料流中回收的凝华模式中的切换冷凝器的例子。
图4表示使邻苯二甲酸酐从切换冷凝器中排出的熔融模式的切换冷凝器的例子。
图5表示准备用于凝华模式的冷却模式中的切换冷凝器的例子。
发明详述
在公开和描述本发明化合物、组分、组合物、装置、软件、硬件、设备、构型、示意图、系统和/或方法前，将理解除非另外说明，本发明不限于具体的化合物、组分、组合物、装置、软件、硬件、设备、构型、示意图、系统、方法等，因为这些可以变化，除非另外说明。还将理解本文使用的术语仅用于描述特定实施方案的目的并且不意在限制。
还必须指出，说明书和附属的权利要求书中使用的单数形式“一种”、“一个”和“所述”包括复数对象，除非另外说明。
邻苯二甲酸酐回收工艺参数的至少一种变化是指将关闭或者降低使用多个切换冷凝器的邻苯二甲酸酐回收工艺的效率的任何情形。例如，该情形可以包括所述多个切换冷凝器中的至少一个切换冷凝器失效。失效可以包括，例如传热油从热交换器管束中内部泄漏到工艺中、传热油的外部泄露和邻苯二甲酸酐的外部泄露。在这些情形中，可能显现出需要在计划或者紧急情况基础上关闭切换冷凝器的潜在问题。回收工艺的效率降低可能涉及到热交换器容量的损耗，由于增加的工艺废气出口温度，或降低的冷却油出口温度，或熔融模式期间排出的熔融PAN的减少，或者由于在下游热或催化焚化炉中较大的温度增加，因此该损耗变得可见。失效的其它例子可以是在切换冷凝器内或者在到达或来自切换冷凝器的管道中显现出压降。由于特定切换冷凝器增加的压降，因此其它平行的切换冷凝器可能接收额外的气流，这降低了冷凝器和整个单元的效率。失效还可能涉及到气体侧的入口和出口阀，以及冷却和加热油侧的入口和出口阀。它可以是邻苯二甲酸酐或加热油泄露以及机械故障。
切换冷凝器是指贯穿凝华过程能够交换热和回收产物的任何设备。切换冷凝器通常为壳‑水平管式(a shell‑and‑horizontal tube type)布置，在产物冷凝的管的外面有延伸的表面。传热油在管中循环。例举的切换冷凝器通常具有大于98.0%的PAN回收率和10,000－60,000吨/年的容量范围。它们的应用描述于例如U.S.专利Nos.4,435,580、5,214,157、5,508,443和5,869,700中。商业装置可从RolleChim Impianti S.p.A.,Via Della Scienza,11,36050Sovizzo Vicenza,Italy和GEA Luftkühler GmbH,Dorstenerstrasse18‑29,44651 Herne,Germany获得。
升华是指化合物从固体到气相的转变，其中几乎没有或没有中间的液体阶段。升华是在低于相图中的三相点的温度和压力下出现的吸热的相转变。升华的对立面是凝华或者沉积，通过凝华或者沉积，气体通过放热相变直接转变成固相。
邻苯二甲酸酐可由许多工艺的任一种制备：(1)在固定床反应器中邻二甲苯的空气氧化；(2)在固定床反应器中石油或煤焦油萘的空气氧化；(3)邻二甲苯的流化床氧化；(4)石油或煤焦油萘的流化床氧化；(5)邻二甲苯或萘的液相氧化，或者任何其它合适的工艺。因此，如权利要求中所述，制备邻苯二甲酸酐可以是指任何数目的这些工艺。下面更详细出现的工艺论述仅提供用于说明目的。
例如，用于各种汽相路径的常用工艺方案是将烃进料(蒸汽形式)与压缩空气混合，并且将混合物送入固定床反应器，所述反应器包含填充有涂覆在惰性无孔载体上的催化剂例如氧化钒和二氧化钛的管。当使用流化床反应器时，将液体形式的烃进料直接注入流化床，使得空气和烃在反应器中混合。反应器装有用于除去氧化热的装置。除去的热用于产生蒸汽。
在流化床反应器中，在反应混合物离开反应区后立即进行冷却反应混合物的准备。进行该操作－称为“骤冷”以终止反应并且防止“后燃烧”。
在气态产物料流排出固定床或流化床反应器后，将其冷却以使得邻苯二甲酸酐冷凝。这使得邻苯二甲酸酐从气体料流中分离。在固定床系统中，邻苯二甲酸酐通常冷凝为固体。然而，可以使用两级冷凝系统以首先使一部分邻苯二甲酸酐冷凝为液体并且然后使剩余物冷凝为固体。特别地，将所得的汽相氧化产物冷却接近于PAN的固化点(131℃)并且通常分离出任何冷凝的液体。
例如，来自反应器的反应气体在传送到切换冷凝器之前进入气体冷却器和次级气体冷却器。使用在冷却循环和加热循环上交替操作的切换冷凝器以将邻苯二甲酸酐作为固体收集。然后使固体熔融用于从冷凝器中除去。粗制的邻苯二甲酸酐由气体凝华到切换冷凝器的翅片管上，并且余下的气体混合物从切换冷凝器中排出。废气传送到热或催化氧化器用于焚化。
在该工艺中，许多冷凝器平行连接使得可以通过从冷凝模式交替切换至熔融模式和再冷却模式而保持连续操作。在给定量的PAN冷凝在冷凝器的外表面后，使其从工艺料流中分离并且通过升高传热油的温度使PAN熔融并且收集。通常在转移到最后的清洁段之前通过重力排入鼓中，进行熔融的粗制PAN的收集。作为选择，将熔融的粗制PAN从切换冷凝器直接泵送入最终的清洁段。最终的清洁被定义为热处理和蒸馏。
通常在7个切换冷凝器构型中，5个切换冷凝器为凝华模式，它们中的一个为熔融模式，并且另一个为冷却模式。这称为5/2循环。
在先进的系统中，可以应用工艺控制例如软件程序以有助于监控和控制系统。任何合适的工艺控制应用可以引入系统，例如包括分布式控制软件程序或类似的工艺控制程序的应用。在一类实施方案中，Honeywell TDC分布式控制版本R601软件应用自动控制各种操作模式和切换步骤。该应用包括检验系统中切换阀的状态以保护下游催化焚化炉以及逐渐改变冷却和加热介质的温度以使设备上的热应力最小化的能力。Honeywell TDC版本R601应用在高性能工艺管理器(HPM)模块上操作，该模块是由Honeywell Process Solutions,Laarderhoogtweg 18,1101EA Amsterdam,The Netherlands提供的Honeywell TDC工艺控制应用的一部分。
在一类实施方案中，一种控制多个切换冷凝器的工艺包括：
使多个切换冷凝器以x/y循环操作；
检测所述多个切换冷凝器中的至少一种变化；和
将所述多个切换冷凝器切换至x/y‑n循环；
其中x为凝华模式中的切换冷凝器的数目；y为熔融模式和冷却模式中的切换冷凝器的数目；x+y为切换冷凝器总数的总和；和n独立地为1－20的数。n可以为1－15或1－10的数。在前面的实施方案中，该工艺可以进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以x‑n'/y‑n循环操作；其中n'独立地为1－20的数。在另一些实施方案中，该工艺可以进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以x+n″/y‑n循环操作；其中n″独立地为1－20的数。
在另一类实施方案中，一种回收邻苯二甲酸酐的工艺，所述工艺包括：
制备邻苯二甲酸酐；
使所述邻苯二甲酸酐通过以5/2循环操作的多个切换冷凝器；
检测邻苯二甲酸酐回收工艺参数中的至少一种变化；和
将所述多个切换冷凝器切换至以5/1循环操作。在一个实施方案中，工艺可以进一步包括将所述多个切换冷凝器切换至以4/1循环操作。
例如，图1是用于由空气和邻二甲苯或萘的混合物制备和回收邻苯二甲酸酐的切换冷凝器段的例子的示意图。该切换冷凝器段是氧化单元的一部分，氧化单元通常由以下段构成：邻二甲苯或萘蒸发器段；反应器段；后反应段；气体冷却器段；部分液体冷凝器段；和切换冷凝器段。
在一类实施方案中，在切换冷凝器段中，来自位于反应器段下游或者任选地在后反应器段下游的气体冷却器的进料气体(1)通过单个集管送入一系列7个平行切换冷凝器。在替代的构型中，来自冷却器的气体在该气体(1)进入切换冷凝器段之前首先通过部分液体冷凝器段。在切换冷凝器中，气态邻苯二甲酸酐通过定义为凝华的物理过程作为固体冷凝在切换冷凝器的表面。邻苯二甲酸酐中贫含的废气(2)通过单个集管到达位于下游的废气清洁段。
图2是切换冷凝器段的例子的选择性示意图，其中进料气体(1)通过单个集管送入一系列7个平行的切换冷凝器，但废气(2)在通入废气清洁段之前经由合并成一个单个集管的两个子集管而离开切换冷凝器。
图3表示回收邻苯二甲酸酐的凝华模式中的切换冷凝器的示意性阀布置的例子。在几个实施方案中，进料气体(1)通过所述切换冷凝器(8)的开口位置的阀进入，沿着热交换器管束(9)的外部流动，并且废气(2)通过开口位置的阀在底侧离开切换冷凝器。冷却油(4)通过底侧的开口阀进入盘管，并且较热的冷却油(5)通过顶侧的开口阀离开盘管到达用于除热的冷却系统。在该阶段，加热油供给(6)、较冷的加热油返回(7)和熔融的邻苯二甲酸酐排出(3)的管线中的阀关闭。
图4表示从热交换器管束的表面除去邻苯二甲酸酐并且将熔融的邻苯二甲酸酐从切换冷凝器中排出的熔融模式的切换冷凝器的阀布置的例子。在该阶段，加热油供给(6)、较冷的加热油返回(7)和熔融的邻苯二甲酸酐排出(3)的管线中的阀打开。进料气体(1)、废气(2)、冷却油供给(4)和冷却油返回(5)的阀关闭。
图5表示使切换冷凝器准备用于凝华模式的冷却模式中的切换冷凝器的阀布置的例子。在该阶段，进料气体(1)、废气(2)、加热油供给(6)、较冷的加热油返回(7)和熔融的邻苯二甲酸酐排出(3)的管线中的阀关闭。冷却油供给(4)和冷却油返回(5)的阀打开。
如果上述任一种设备失效或者丧失效率，则切换冷凝器可能必须停止操作。例如，在观察邻苯二甲酸酐回收工艺参数的至少一种变化时，例如，一些实施方案中7个切换冷凝器之一失效，相关的设备和/或相关的仪器、PAN制备和/或回收工艺必须关闭。当在没有失效的切换冷凝器情况下重新起动工艺，则工艺现在通常必须用6个切换冷凝器以4/2循环模式操作。随后，4个切换冷凝器正处于凝华模式，它们中的一个为熔融模式，并且另一个为冷却模式。由于通常为20%的交换器容量损失，因此如上所述的该构型非常不经济。这造成高出25%的通过所述切换冷凝器的气体速率，降低了切换冷凝器的效率并且在下游的热或催化焚化炉上造成更高的有机负荷。因此还增加了焚化炉催化剂失效的风险。
在一类实施方案中，在观察邻苯二甲酸酐回收工艺参数的至少一种变化时，软件使操作模式从5/2循环变成5/1循环(优选以在线方式)，并且任选地，随后在两个切换冷凝器失效的情形下变成4/1循环。通过该行为，可以避免、减轻或者延迟设备和仪器关闭，同时将余下操作的切换冷凝器的效率保持在相对于4/2或3/2循环模式更大的或全程的程度。在5/1循环6个切换冷凝器操作中，5个切换冷凝器继续为凝华模式，而它们中的一个将为组合的熔融/冷却模式。在4/1循环5个切换冷凝器操作中，4个切换冷凝器继续为凝华模式，而它们中的一个将为组合的熔融/冷却模式。
在另一类实施方案中，在观察邻苯二甲酸酐回收工艺参数的至少一种变化时，例如当一个或多个切换冷凝器失效时，我们可以通过失效的冷凝器(一个或多个)与回收操作中使用的冷凝器总数的比例而降低通过所述切换冷凝器段的气流。随后使失效的冷凝器(一个或多个)离线并且分离它们用于修理。只有当用于邻苯二甲酸酐回收的有效数目的冷凝器和总面积被气流和最大可允许的压降限制时，才需要气体速率的降低。然而可设想气体流动速率没有限制，而是切换冷凝器的邻苯二甲酸酐累积容量是限制因素。在该情形中，必须通过降低进入上游反应器的气体中的邻二甲苯或萘进料浓度而降低气体料流中邻苯二甲酸酐的浓度。气流和/或邻苯二甲酸酐浓度的降低均造成生产单元的产率降低。
在再一类实施方案中，在观察邻苯二甲酸酐回收工艺参数的至少一种变化时，我们可以将一个或多个额外的切换冷凝器构造成安装的备用单元以补偿一个或多个切换冷凝器的失效。在失效的情形中，备用单元进入操作并且随后失效的单元退役。替代的解决方案可以是构造具有更大内部面积的更大切换冷凝器，以在一个或多个切换冷凝器失效的情形下补偿表面积的损失。
在另一类实施方案中，在观察邻苯二甲酸酐回收工艺参数的至少一种变化时，当防止阀和仪器失效时，可以复制那些阀和仪器以暂时用人工控制操作，或者安装具有更高的可靠性等级或者更好的材料的阀和仪器。这也适用于切换冷凝器的材料，切换冷凝器通常由低成本碳钢制成，但可以由更耐腐蚀的不锈钢材料制成。
在所有这些情形中，较高的投资、较高的操作成本、较高的人力需求和/或减少的产出将导致降低的邻苯二甲酸酐生产和回收的效率。
随后，伴随着最少的工艺中断，然后通常将粗制的邻苯二甲酸酐在分解器中热处理，但在一些情形中还使用化学处理。通过将熔融的粗制邻苯二甲酸酐保持在升高的温度(约250－280℃)下通常12－36小时的时间并且在小的真空下进行热处理。热处理的目的是使粗产物中的任何邻苯二甲酸脱水成邻苯二甲酸酐，使材料例如水沸腾，并且与其它杂质形成冷凝或挥发产物以使得随后通过蒸馏的产物纯化简化。
蒸馏后，纯的熔融产物可以固化、成片、装袋并且储存在仓库中。作为选择，可以将熔融的产物泵送入大的储存罐中并且然后泵送入公路油罐车或铁路油罐车用于运输。
在另一个例子中，一种通过空气氧化由邻二甲苯制备邻苯二甲酸酐的系统如下进行。该工艺通过以下方式开始：将邻二甲苯从储存罐通过泵而泵送通过过滤器和邻二甲苯预热器，在那里其几乎被加热至汽化点。使空气通过空气过滤器和消音器，在空气压缩机中压缩，并且在与热的液体邻二甲苯混合前在空气预热器中加热。热的液体邻二甲苯通过喷嘴注入热空气料流并且汽化。汽化的空气‑二甲苯混合物穿过分离(knock‑out)鼓。经处理的空气‑二甲苯混合物然后进入固定床反应器。反应器各自包含填充有各种催化剂的垂直管。经由盐浴冷却器和搅拌器系统，通过在反应器壳中循环的熔融盐除去反应热。通过蒸汽盘管冷却所述盐，所述盘管产生蒸汽以贯穿工艺的其它部分使用。
反应气体通常由氮气、氧气、水、二氧化碳、一氧化碳、氩气、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、马来酸、邻甲苯酸和部分氧化产物例如苯酞等构成。
来自反应器的反应气体在送入切换冷凝器之前进入气体冷却器和次级气体冷却器。粗制的邻苯二甲酸酐凝华在切换冷凝器的管上，并且余下的气体混合物从切换冷凝器排出。废气送入热氧化器用于焚化。气体的热焚化通过使流出气体的温度升高至700℃－1000℃的温度持续数秒来进行。这氧化了余下的有机材料。通过使低粘度油通过它们的管，使切换冷凝器冷却。冷油在冷油系统中通过冷却水或者通过空气冷却至50－70℃。
在热循环期间，通常160－200℃的热油循环通过所述切换冷凝器的管以使放在其上的粗制邻苯二甲酸酐熔融。所述液体酐流入粗制产物脉冲(surge)容器。随后将所述液体酐泵送入储存罐。
粗制的邻苯二甲酸酐液体通过泵和过滤器送入预热器，在那里其加热至约260℃。经加热的粗制邻苯二甲酸酐连续送过分解器。每一分解器中的停留时间约为6－12小时。分解器在轻微真空(约700mm Hg绝压)和高温(例如260℃)下操作，使存在的少量邻苯二甲酸转化成邻苯二甲酸酐。另外，粗产物中的大多数马来酸酐通过蒸发或化学反应除去。蒸发的杂质，尤其是水通过冷凝器和喷射器除去。冷凝的邻苯二甲酸酐从冷凝器返回到分解器。
纯化的邻苯二甲酸酐从分解器泵送入轻质馏分塔或分馏塔。所述塔可以包括回流冷凝器和喷射器。低沸点副产物，例如马来酸酐和苯甲酸与少量邻苯二甲酸酐一起在塔顶部除去。在回流冷凝器中产生低压蒸汽。来自塔底部的粗制邻苯二甲酸酐通过泵送入再沸器，在那里其返回所述塔或者第二分馏塔。
纯的邻苯二甲酸酐从塔顶部取出。与尾分一起，邻苯二甲酸酐从塔底部连续除去并且送入再沸器以保持塔的温度。塔包括回流冷凝器和喷射器。来自塔顶部的纯的邻苯二甲酸酐送入邻苯二甲酸酐捕集(run‑down)罐并且最终储存在储存罐中。
实施例
将理解尽管已经结合其具体实施方案描述了本发明，但前面的描述意在解释并且不限制本发明的范围。其它的方面、优点和改进将是本发明所属领域的那些技术人员显而易见的。
因此，提出以下实施例以提供给本领域那些技术人员完整的公开和描述，并且不意在限制发明人看作他们的发明的范围。
实施例1
邻苯二甲酸酐生产设备装有根据如图1或2所示的构型操作的7个切换冷凝器：5个以凝华模式操作，1个为熔融模式，并且1个为冷却模式。这通常称为基础5/2循环模式。凝华、熔融和冷却以预先程序化的方式通过工艺控制应用以分别为1.5和37分钟的14个步骤进行，总的循环时间差不多为270min，如表1中所示。短的1.5min步骤将从一个模式切换到另一个模式，长的37min步骤将进行回收工艺。
在切换冷凝器如图3中所示以凝华模式操作的时间后，首先关闭气体入口和出口阀以开始转变成熔融模式，如图4中所示。随后关闭冷却油入口阀并且同时打开加热油入口阀，并且延迟关闭冷却油出口阀和打开加热油出口阀。当温度增至邻苯二甲酸酐熔点以上时，熔融开始并且打开排出阀以从切换冷凝器中取出邻苯二甲酸酐。在温度控制上实施冷却油变成加热油，以防止切换冷凝器过快的温度变化，因为否则这可能破坏设备。在转变期间，该应用监控阀相对于预先程序化位置的实际位置并且在偏离的情况下给出警报。
当如图4中所示的熔融模式结束时，通过关闭加热油入口阀和排出阀，同时打开冷却油入口阀来进行如图5中所示的转变到冷却模式。这之后再次是关闭和打开油返回阀。再次在温度控制上实施加热油变成冷却油。在如图5所示的冷却模式后，如图3中所示切换冷凝器返回凝华模式。这通过以下方式进行：打开气体出口阀并且逐步打开气体入口阀，以补偿清洁/排空切换冷凝器与部分负载有例如邻苯二甲酸酐的切换冷凝器之间的压降差。
表1

图例：M＝熔融，C=冷却，D=凝华
实施例2(比较)
在切换冷凝器的性能开始退化、泄露显现或者仪器变得有故障的情形中，便利地并且通常实践的是使冷凝器离线并且切换至如表2所示的4/2循环模式。例如，可以在程序的步骤11中使切换冷凝器A不操作。同时，通过设备的气流必须减少20%以补偿5个操作的冷凝器之外的一个冷凝器的损失，因为冷凝器仅为154min在线相对192.5min。在该情形中，切换冷凝器G的熔融步骤和冷却步骤的完成变成基础循环的步骤13和14。
表2

图例：M＝熔融，C=冷却，D=凝华
实施例3
在切换冷凝器的性能开始退化、泄露显现或者仪器变得有故障的情形中，首先通过改变奇数和偶数步骤的定时器并且使熔融和冷却步骤适应于如表3所示的新模式，将工艺控制应用切换至6/1循环模式。在该情形中，在5/2循环的步骤14后通过对于切换冷凝器B将步骤2最初提前到步骤1，并且随后提前到步骤14来进行软件改变。所有其它的熔融和冷却步骤也以使得现在的6个切换冷凝器处于操作的凝华模式的方式改变。
表3

图例：M＝熔融，C=冷却，D=凝华
在重新安排定时器和顺序后，现在便利地是可以取出涉及离线的切换冷凝器。在该例子中，如表4中对于5/1循环模式所示，在步骤11中将切换冷凝器A离线取出。该循环模式变化后，气流保持不变或基本上相同。
表4

图例：M＝熔融，C=冷却，D=凝华
在切换冷凝器A再次变得可用于操作的情形中，可以在表4的步骤10后将该冷凝器放入操作，并且在转变回到如表1中所示的5/2循环模式前以根据表3所示的方案的6/1循环模式操作。
实施例4
在另一个切换冷凝器在5/1循环模式期间失效的情形中，可以通过例如使切换冷凝器B不操作而切换至根据表5的4/1循环模式。
表5

图例：M＝熔融，C=冷却，D=凝华
通过首先从4/1循环模式进入5/1循环模式，并且对于另一个而言进入6/1循环模式(其可以变成5/2循环模式)，切换冷凝器的试车是可能的。
除非另外说明，实质上、基本上等涉及不多于15%，作为选择不多于10%，并且作为选择不多于5%的偏差。
除非另外说明，措词“基本上由…组成(consists essentially of)”和“基本上由…组成(consisting essentially of)”不排除其它步骤、要素或材料的存在，无论是否在本说明书中具体提及，只要这些步骤、要素或材料不影响本发明的基本和新颖特性，另外它们不排除通常与使用的要素和材料相关的杂质和变化。
为了简便起见，本文仅明确公开某些范围。然而，从任何下限起的范围可与任何上限组合以列出未明确列出的范围，以及从任何下限起的范围可与任何其它下限组合以列出未明确列出的范围，以相同的方式，从任何上限起的范围可与任何其它上限组合以列出未明确列出的范围。另外，在一个范围内包括在其端点之间的每个点或单个值，尽管没有明确列出。因此，每个点或单个值可以充当其自身的下限或上限与任何其它点或单个值或者任何其它下限或上限组合，以列出未明确列出的范围。
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尽管已经相对于许多实施方案和实施例描述了本发明，但受益于本公开的本领域那些技术人员将理解可以设计不偏离本文公开的发明的范围和精神的其它实施方案。