技术领域
本发明涉及一种用于芳族二羧酸的制备的方法和设备。
背景技术
芳族二羧酸通常通过烃前体在有机溶剂中的催化氧化制造。实例是对苯二甲酸(TA)，其广泛用于制造聚酯，如聚(对苯二甲酸乙二酯)(PET)。作为用于PET制备的反应物所需的TA被称为“纯化的对苯二甲酸”(PTA)，并且通常含有超过99.97重量％、优选地超过99.99重量％的对苯二甲酸，以及少于25ppm 4-羧基苯甲醛(4-CBA)。在工业规模上，适于在PET制备中使用的PTA通常以两段方法制备。首先，将对二甲苯在金属催化剂(例如，钴和/或锰盐或化合物)的存在下氧化(例如，使用空气)以提供“粗对苯二甲酸”(CTA)，如在例如US 2,833,816中所述。然后，将通过该氧化反应制备的CTA纯化，因为其通常被杂质如4-CBA、对甲基苯甲酸，以及赋予TA淡黄色的各种有色杂质所污染。CTA的纯化除了需要至少一个物理过程(例如，结晶、洗涤等)之外，通常还需要至少一种化学转化(例如，氢化)以产生PTA。
PTA通常被视为批量商品项，其年产量有数百万吨，并且因此制造商期望降低其成本以使PTA制备的经济性和效率最大化。这可通过降低资本成本(例如，设备成本)和可变成本(例如，与废弃物处置、起始物质使用、有机溶剂、加热燃料和去离子水相关的成本)实现。
在典型的商业PTA工厂中，将来自上述氧化反应的排放气体在蒸馏段中分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流。将富含水的蒸气流通过将热传送到来自工厂的辅助水蒸气/水系统的冷却水而冷凝，这通常产生水蒸气。将来自氧化反应的CTA产物流传送至结晶段以形成CTA浆液和塔顶蒸气。该塔顶蒸气可以使用冷水进料加以冷凝，而冷水进料随后可冷却(例如，在冷却塔中)以耗散从塔顶蒸气移除的热。然而，从塔顶 蒸气移除的热的耗散(以及因此造成的损失)可以通过使用来自工厂的辅助水蒸气/水系统的水流冷凝该塔顶蒸气而避免，从而允许将热重新用在工厂中的其他地方。具体地，该水流可部分地来源于在富含水的蒸气流的冷凝过程中产生的水蒸气。
如果关闭氧化反应(例如，因故障)，塔顶蒸气在结晶段中的形成不会立即停止。因此，用于冷凝塔顶蒸气的水流的提供必须按以下方式继续，其足以提供避免否则将会发生的压力在结晶段中的积累所需的塔顶蒸气冷却水平(以及因此提供所需的冷凝水平)，从而有可能导致不安全的压力。然而，如果关闭氧化反应，则排放气体的产生将减少，因而在富含水的蒸气流的冷凝过程中水蒸气的产生也将减少。这继而降低来源于该水蒸气的水流(可用于冷凝来自结晶段的塔顶蒸气)的流速，并且因而降低工厂冷却该塔顶蒸气的能力。
本发明的目的是提供一种用于制造芳族二羧酸的更经济且更有效的方法，具体地，提供一种克服前述缺点的方法。进一步的目的将从以下说明书易见。
发明内容
本发明提供一种用于制备纯化的芳族二羧酸的方法，该方法包括以下步骤：
i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；
ii)在蒸馏段中将来自氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；
iii)在第一冷凝段中通过将来自富含水的蒸气流中的热传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液将来自蒸馏段的富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；
iv)在结晶段中由来自所述氧化段的产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；以及
v)纯化所述粗芳族二羧酸晶体以产生所述纯化的芳族二羧酸，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
vi)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及
vii)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；
其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
本发明还提供一种在用于制备芳族二羧酸的方法中冷却来自结晶段的塔顶蒸气的方法，该方法包括以下步骤：
i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；
ii)在蒸馏段中将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；
iii)在第一冷凝段中通过将热从所述富含水的蒸气流传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；以及
iv)在所述结晶段中由来自所述氧化段的所述产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
v)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及
vi)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；
其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
本发明还提供一种用于制备芳族二羧酸的设备，所述设备包括：
a)氧化段，所述氧化段用于催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；
b)蒸馏段，所述蒸馏段配置成将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的流和富含水的蒸气流；
c)第一冷凝段，所述第一冷凝段配置成通过将热从所述富含水的蒸气流中传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；以及
d)结晶段，所述结晶段配置成由来自所述氧化段的所述产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；
其特征在于，该设备还包括：
e)第二冷凝段，所述第二冷凝段配置成通过将热从所述塔顶蒸气传送到第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，并且其中所述第二冷却液在所述冷却剂系统中流动，其中所述第二冷凝段包括第一冷凝器；以及
f)配置成测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度的测量装置，和/或配置成测量所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的流速的测量装置，
其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反 馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
在正常操作中，冷却剂系统适宜地配置成以足以提供所需的塔顶蒸气冷却水平(并因此提供所需的冷凝水平)的方式(例如，以合适的温度和合适的流速)向第一冷凝器提供第二冷却液。第二冷却液的第一预设温度可以是这样一个阈值，高于该阈值时第二冷却液不再在第一冷凝器中提供所需的塔顶蒸气冷却水平。相似地，第二冷却液的预设流速可以是这样一个阈值，低于该阈值时第二冷却液不再在第一冷凝器中提供所需的塔顶蒸气冷却水平。因此，如果第二冷却液的温度和/或流速使得第二冷却液不再在第一冷凝器中提供所需的塔顶蒸气冷却水平，则可以经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第一冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置。反馈系统配置成冷却第二冷却液，例如，其可包括被配置成将热从第二冷却液传送离开的热交换器。循环回第一冷凝器的第二冷却液的温度因此降低，从而提高第二冷却液接受来自第一冷凝器中的塔顶蒸气的热的能力。冷却剂系统因此可以配置成维持以足以提供所需的塔顶蒸气冷却水平的方式向第一冷凝器提供第二冷却液。将第二冷却液从此处引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的所述位置的第一冷凝器下游的冷却剂系统中的所述位置适宜地位于测量第一冷凝器下游的冷却剂系统中的第二冷却液温度所处的位置的下游。
优选的是，对第一冷凝器下游的冷却剂系统中的第二冷却液的温度进行测量，并且因此将冷却剂系统配置成如果所测得的第一冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度，则经由配置成冷却第二冷却液的反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第一冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置，因为在该配置中，冷却剂系统直接响应于第二冷却液的温度的任何测量值增大，其指示塔顶气体的冷却不足。
第一和第二冷却液优选为水。因此，在第一冷凝段中由第一冷却液适宜地产生水蒸气。优选地将水蒸气引导至蒸汽轮机以从其回收能量。适宜 地将水蒸气冷却以形成第二冷却液的至少一部分。
本发明因此维持以足以提供所需水平的塔顶蒸气的冷却的方式向第一冷凝器提供第二冷却液。具体地，本发明在氧化段关闭并且最终形成第二冷却液的至少一部分的由第一冷凝段产生的水蒸气因此减少的情况下维持这种第二冷却液的提供。本发明因此允许结晶段在氧化段关闭之后继续安全地运行。
附图说明
图1为根据本发明的方法和设备的示意图。
具体实施方式
本文描述了本发明的多个实施方案。应当认识到，每个实施方案中指定的特征可以与其他指定特征结合以提供另外的实施方案。
如本文所使用的，“上游”和“下游”相对于第二冷却液的流动方向而提出。如本文所使用的，“...的至少一部分”可指相关流的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％或至少90％。
应当理解，用于通过烃前体在有机溶剂中的催化氧化制备芳族二羧酸的方法和设备的一般操作是众所周知的。例如，如上所述，适于在PET制备中使用的对苯二甲酸(即，纯化的对苯二甲酸)通常以两段方法制备。首先，将对二甲苯在金属催化剂(例如，钴和/或锰盐或化合物)的存在下氧化(例如，使用空气)以提供粗对苯二甲酸。然后，将通过该氧化反应制备的粗对苯二甲酸纯化以去除杂质，如4-CBA和对甲基苯甲酸，以生成纯化的对苯二甲酸。粗对苯二甲酸的纯化除了需要至少一个物理过程(例如，结晶、洗涤等)之外，通常还需要至少一种化学转化(例如，氢化)。
芳族二羧酸的制备
本发明的方法和设备中制备的芳族二羧酸优选选自对苯二甲酸、邻苯二甲酸和间苯二甲酸。芳族二羧酸优选为对苯二甲酸。烃前体为可氧化形 成芳族二羧酸的化合物。因此，烃前体通常为在所需的最终产物中的羧酸取代基的位置被如C1-6烷基、甲酰基或乙酰基取代的苯或萘。优选的烃前体为C1-6烷基取代的苯，具体地，为对二甲苯。有机溶剂通常为脂族羧酸，如乙酸，或一种或多种此类脂族羧酸与水的混合物。氧化反应可在其中有氧气的任何条件下进行，例如，该反应可在空气中进行。反应催化剂通常包含可溶形式的钴和/或锰(例如，它们的乙酸盐)，使用溴源(如溴化氢)作为促进剂。氧化反应的温度通常在约100-250℃的范围内，优选地为约150-220℃。任何常规的压力都可用于该反应，以适当地将该反应混合物保持在液态下。
通常包括氧化反应器的氧化段执行将烃前体在有机溶剂中催化氧化的功能，从而形成产物流和排放气体。将产物流传送到通常包括一个或多个结晶器的结晶段以形成粗芳族二羧酸晶体的浆液与塔顶蒸气。通常将粗芳族二羧酸晶体的浆液传送至分离段，其中将母液与粗芳族二羧酸晶体相分离，然后可以与含水液体混合以形成粗芳族二羧酸晶体的第二浆液。通常将粗芳族二羧酸晶体的该第二浆液传送至纯化装置，加热并且进行氢化，之后冷却以形成纯化的芳族二羧酸晶体的浆液。
在蒸馏段中，将来自氧化段的排放气体分离到富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流中。来自蒸馏段的富含有机溶剂的液体流通常包含80-95％重量/重量的有机溶剂，并且返回氧化段。来自蒸馏段的富含水的蒸气流通常包含0.1-5.0％重量/重量的有机溶剂，并且在通常包括一个或多个冷凝器的第一冷凝段中冷凝以形成冷凝物流和塔顶气体，在第一冷凝段中将热从富含水的蒸气流传送至在冷却剂系统中流动的第一冷却液。冷凝物流的一部分通常用作用于形成上述粗芳族二羧酸晶体的第二浆液的含水液体源。冷凝物流的一部分通常还形成用于来自纯化装置的纯化的芳族二羧酸晶体的洗涤流体源。
在包括第一冷凝器的第二冷凝段中通过将热从塔顶蒸气传送到在冷却剂系统中流动的第二冷却液，使通常含有有机溶剂、有机溶剂的衍生物(例如乙酸甲酯)和水的来自结晶段的塔顶蒸气冷凝，从而形成冷凝物流和塔顶气体，其中第二冷却液的至少一部分来源于第一冷却液。
冷却剂系统
冷却剂系统适宜地配置成回收从来自结晶段的塔顶蒸气移除的热，以便它可以在工厂中的其他地方使用。例如，冷却剂系统可以配置成将第二冷却液的至少一部分从第二冷凝段引导至下游单元，例如脱气器，其可用于将脱矿质水脱气，以使其适用于冷却剂系统中的其他地方。冷却剂系统可以配置成在正常操作中将来自第二冷凝段的所有第二冷却液引导至下游单元(即，当所测得的第一冷凝器下游的第二冷却液的温度低于第一预设温度，并且所测得的第二冷却液的流速高于预设流速时)。此外，冷却剂系统还适宜地配置成当来自蒸馏段的富含水的蒸气流中的热传送到第一冷凝段中的第一冷却液中时回收该热。可以将通常为水的第一冷却液与第二冷却液一起从脱气器(任选地经由一个或多个中间单元)供应至第一冷凝段。第一冷凝段通常包括一个或多个冷凝器，其每一个通常接收单独供应的第一冷却液，来自蒸馏段的富含水的蒸气流从中依次流动。因此，当富含水的蒸气流在经过第一冷凝段冷却时，其在每个连续的冷凝器中将热在连续降低的温度传送到第一冷却液，并且在每个连续冷凝器中生成的水蒸气具有比在其前面产生的水蒸气更低的压力。通常将这些水蒸气与来自工厂中其他地方的水蒸气一起进料至蒸汽轮机以从其回收机械能。该机械能可以用于通过由蒸汽轮机驱动的发电机的方式产生可用在工厂中其他地方的电力。离开蒸汽轮机的用过的水蒸气因此可以传送到轮机冷凝器以冷却用过的水蒸气从而形成冷凝物，该冷凝物可以任选地与其他冷却剂流相结合形成第二冷却液。
冷却剂系统通常包括将第二冷却液从轮机冷凝器传送到第二冷凝段的泵，其通常在正常操作下维持第二冷却液的恒定排放压力。
第二冷凝段包括第一冷凝器，其中将热从来自结晶段的塔顶蒸气的至少一部分传送到第二冷却液。测量第一冷凝器下游的第二冷却液的温度并且，如果该温度大于或等于预设温度，则冷却剂系统经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第一冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置。如上文所提及的，第二冷却液的第一预设温度可以是这样一个阈值，高于该阈值时第二冷却液不再在第一冷凝器中提供所需的塔顶蒸气的冷却水平。第二冷却液的第一预设 温度适宜地为50℃、或55℃、或60℃、或65℃、或70℃、或75℃、或80℃、或85℃。优选地，第二冷却液的第一预设温度为约70℃。
反馈系统适宜地包括配置成将热从第二冷却液传送离开的热交换器，例如，该热交换器可设有冷水进料，其可以任选地随后用于在轮机冷凝器中冷却用过的水蒸气，然后被冷却(例如在冷却塔中)以耗散从塔顶蒸气移除的热。因此，当需要时，反馈系统提供用于从来自工厂的塔顶蒸气移除热的装置。反馈系统还适宜地包括阀门，该阀门响应所测得的第一冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或响应所测得的第二冷却液的流速小于或等于预设流速而打开，从而导致第二冷却液流动通过反馈系统。冷却剂系统温度控制和/或流速控制适宜地经由分布式控制系统(DCS)或可编程逻辑控制器(PLC)执行。因此，可以通过DSC或PLC执行如下步骤：如果所测得的第一冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第一冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置。因此，基于DCS或基于PLC的控制可以配置成通过启动阀门而对所测得的第一冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的第二冷却液的流速小于或等于预设流速作出响应。
第二冷凝段可以包括第二冷凝器。因此，可以例如通过适宜地定位的测量装置在第二冷凝器下游测量冷却剂系统中第二冷却液的温度，并且冷却剂系统还可以配置成如果所测得的第二冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度，则经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第二冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第二冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置。因此，反馈系统中的阀门适宜地响应于所测得的第二冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度而打开。第二冷却液适宜地从第一冷凝器流至第二冷凝器。因此，测量第一冷凝器下游的冷却剂系统中的第二冷却液的温度的位置适宜地在第二冷凝器的上游。通常，第二预设温度高于第一预设温度。因此，第二冷却液的第二预设温度适宜地为90℃、或95℃、或100℃、或105℃、或110℃、或115℃、或120℃。优选地，第二冷却液的第二预设温度为约120℃。冷却剂系统 因此可以配置成如果所测得的第一冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第二冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置，并且冷却剂系统可以因此还配置成如果所测得的第二冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度，则经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第二冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置。可以通过DCS或PLC执行如下步骤：如果所测得的第一冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度，则经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第二冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置，以及如果所测得的第二冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度，则经由反馈系统将第二冷却液的至少一部分从第二冷凝器下游的冷却剂系统中的某一位置引导至第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置。因此，基于DCS或基于PLC的控制可以进一步配置成通过启动阀门而对所测得的第二冷凝器下游的第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度作出响应。
结晶段
结晶段通常包括至少一个结晶器。具体地，结晶段可以包括第一结晶器和第二结晶器。结晶段可以包括第二结晶器和氧化段之间的一个或多个另外的结晶器。备选地，第二结晶器可以接收来自氧化段的产物流。结晶段可以包括第一结晶器与第二结晶器之间的一个或多个另外的结晶器。通常，粗芳族二羧酸晶体的浆液从第二结晶器经由任何居间结晶器流向第一结晶器。因此，第一冷凝器适宜地配置成接收来自第一结晶器的塔顶蒸气。第二冷凝器，如果存在，则适宜地配置成接收来自第二结晶器的塔顶蒸气。
将参考附图进一步描述本发明。
图1是根据本发明的优选实施方案的方法和设备的示意图。向氧化反应器10进料含水有机溶剂(优选地为含水乙酸)、反应催化剂、空气和烃前体(优选对二甲苯)(入口未示出)。将排放气体10a从氧化反应器10 传送到蒸馏段20。将富含有机溶剂的液体流20a从蒸馏段20传送至氧化反应器10。将富含水的蒸气流20b从蒸馏段20传送到第一冷凝段30，在其中其通过与第一冷却剂液流30a的热交换而冷却。移除冷凝物流30b以用于在该方法和设备中的其他地方使用。
将产物流10b传送到包括结晶器90和结晶器100的结晶段80。结晶段80可以包括氧化反应器10与结晶器90之间、结晶器90与结晶器100之间和/或结晶器100之后的一个或多个另外的结晶器(未示出)。将塔顶蒸气流90a从结晶器90传送到冷凝器92，并且将冷凝器出口流92a移除用于进一步处理或部分地循环到结晶器90。将产物流90b传送到结晶器100。将塔顶蒸气流100a从结晶器100传送到冷凝器102，并将冷凝器出口流102a移除用于进一步处理或部分地返回到结晶器100。移除产物流100b用于进一步处理。
将可以与来自方法中其他地方的水蒸气合并的水蒸气30c传送到蒸汽轮机40以从水蒸气中回收能量。将用过的水蒸气40a传送到轮机冷凝器50，并形成冷凝物流50a。将冷却水流50b传送到轮机冷凝器50，而将冷却水流50c例如在冷却塔中冷却。泵70将第二冷却剂流70a传送到冷凝器102以冷却结晶器塔顶蒸气流100a。将第二冷却剂流102b传送到冷凝器92以冷却结晶器塔顶流90a。在正常操作中，移除第二冷却剂流92b用于进一步加工和使用(例如，在辅助水蒸气系统中)。
如果通过温度控制器TC1测得的第二冷却剂流102b的温度和/或通过温度控制器TC2测得的第二冷却剂流92b的温度超过阈值，则阀门V1开始打开，从而导致第二冷却剂流92c流至热交换器60，在其中将其通过冷却水流60a冷却。冷却水流60b可以用于构成冷却水流50b或例如在冷却塔中冷却。将第二冷却剂流60c与冷凝物流50a合并，并且移除至泵70。
根据本公开的实施方案，提供以下方案。
方案1
一种用于制备纯化的芳族二羧酸的方法，所述方法包括以下步骤：
i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；
ii)在蒸馏段中将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；
iii)在第一冷凝段中通过将热从所述富含水的蒸气流传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；
iv)在结晶段中由来自所述氧化段的产物流形成粗芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；以及
v)纯化所述粗芳族二羧酸晶体以产生所述纯化的芳族二羧酸，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
vi)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及
vii)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；
其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案2
一种用于在用于制备芳族二羧酸的方法中冷却来自结晶段的塔顶蒸气的方法，所述方法包括以下步骤：
i)在氧化段中催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；
ii)在蒸馏段中将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的液体流和富含水的蒸气流；
iii)在第一冷凝段中通过将热从所述富含水的蒸气流传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；以及
iv)在所述结晶段中由来自所述氧化段的所述产物流形成芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
v)通过将热从所述塔顶蒸气传送到在所述冷却剂系统中流动的第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，其中所述冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分在包括第一冷凝器的第二冷凝段中进行；以及
vi)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度和/或测量所述冷却剂系统中所述第二冷却液的流速；
其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案3
根据方案1或方案2所述的方法，其中步骤vi)包括测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度，并且其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案4
根据前述方案中的任一项所述的方法，其中所述反馈系统包括配置成 将热从所述第二冷却液传送离开的热交换器。
方案5
根据前述方案中的任一项所述的方法，其中所述第一冷却液和所述第二冷却液为水。
方案6
根据方案5所述的方法，其中在所述第一冷凝段中由所述第一冷却液产生水蒸气。
方案7
根据方案6所述的方法，其中将所述水蒸气引导至蒸汽轮机。
方案8
根据方案6或方案7所述的方法，其中将所述水蒸气冷却以形成所述第二冷却液的至少一部分。
方案9
根据前述方案中的任一项所述的方法，其中所述第二冷凝段包括第二冷凝器，并且步骤vi)还包括测量所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度，其中所述冷却剂系统还配置成如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第二冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案10
根据方案9所述的方法，其中所述第二冷却液从所述第一冷凝器流向所述第二冷凝器。
方案11
根据方案10所述的方法，其中所述第二预设温度高于所述第一预设温度。
方案12
根据方案10或方案11所述的方法，其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置，并且其中所述冷却剂系统还配置成如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案13
根据方案9-12中任一项所述的方法，其中所述结晶段包括第一结晶器和第二结晶器，其中粗芳族二羧酸晶体的浆液从所述第二结晶器流至所述第一结晶器，并且其中
所述第一冷凝器配置成接收来自所述第一结晶器的塔顶蒸气，并且所述第二冷凝器配置成接收来自所述第二结晶器的塔顶蒸气。
方案14
根据方案1-8中的任一项所述的方法，其中通过分布式控制系统或可编程逻辑控制器执行以下所述步骤：如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案15
根据方案9-13中的任一项所述的方法，其中通过分布式控制系统或可编程逻辑控制器执行以下所述步骤：如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置，以及如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案16
一种用于制备芳族二羧酸的设备，所述设备包括：
a)氧化段，所述氧化段用于催化氧化有机溶剂中的烃前体以形成产物流和排放气体；
b)蒸馏段，所述蒸馏段配置成将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的流和富含水的蒸气流；
c)第一冷凝段，所述第一冷凝段配置成通过将热从所述富含水的蒸气流中传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流；以及
d)结晶段，所述结晶段配置成由来自所述氧化段的所述产物流形成芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气；
其特征在于，所述设备还包括：
e)第二冷凝段，所述第二冷凝段配置成通过将热从所述塔顶蒸气传送到第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，并且其中所述第二冷却液在所述冷却剂系统中流动，其中所述第二冷凝段包括第一冷凝器；以及
f)配置成测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度的测量装置，和/或配置成测量所述冷却剂系统中的所述第二 冷却液的流速的测量装置；
其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度和/或所测得的所述第二冷却液的流速小于或等于预设流速，则经由配置成冷却所述第二冷却液的反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案17
根据方案16所述的设备，其中所述设备包括配置成测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度的测量装置，并且其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案18
根据方案16或方案17所述的设备，其中所述反馈系统包括配置成将热从所述第二冷却液传送离开的热交换器。
方案19
根据方案16-18中的任一项所述的设备，其中所述第一冷却液和所述第二冷却液为水。
方案20
根据方案19所述的设备，其中所述第一冷凝段配置成由所述第一冷却液产生水蒸气。
方案21
根据方案20所述的设备，所述设备还包括配置成接收所述水蒸气的 蒸汽轮机。
方案22
根据方案20或方案21所述的设备，所述设备还包括配置成冷却所述水蒸气以形成所述第二冷却液的至少一部分的冷却剂冷凝器。
方案23
根据方案16-22中的任一项所述的设备，其中所述第二冷凝段包括第二冷凝器，并且所述设备还包括配置成测量所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度的测量装置，其中所述冷却剂系统还配置成如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第二冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案24
根据方案23所述的设备，其中所述冷却剂系统配置成使得所述第二冷却液从所述第一冷凝器流至所述第二冷凝器。
方案25
根据方案24所述的设备，其中所述第二预设温度高于所述第一预设温度。
方案26
根据方案24或方案25所述的设备，其中所述冷却剂系统配置成如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置，并且其中所述冷却剂系统还配置成如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等 于所述第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案27
根据方案23-26中的任一项所述的设备，其中所述结晶段包括第一结晶器和第二结晶器，并且配置成使得粗芳族二羧酸晶体的浆液从所述第二结晶器流至所述第一结晶器，并且其中
所述第一冷凝器配置成接收来自所述第一结晶器的塔顶蒸气，并且所述第二冷凝器配置成接收来自所述第二结晶器的塔顶蒸气。
方案28
根据方案16-22中的任一项所述的设备，其中通过分布式控制系统或可编程逻辑控制器执行以下所述步骤：如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
方案29
根据方案23-27中的任一项所述的设备，其中通过分布式控制系统或可编程逻辑控制器执行以下所述步骤：如果所测得的所述第一冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第一预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置，以及如果所测得的所述第二冷凝器下游的所述第二冷却液的温度大于或等于所述第二预设温度，则经由所述反馈系统将所述第二冷却液的至少一部分从所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的某一位置引导至所述第一冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
此外，在一些实施方案中，本公开还包括以下附加方案。
附加方案1
一种用于制备芳族二羧酸的设备，所述设备包括：
a)将有机溶剂中的烃前体催化氧化以形成产物流和排放气体的氧化段；
b)将来自所述氧化段的所述排放气体分离成富含有机溶剂的流和富含水的蒸气流的蒸馏段；
c)通过将热从所述富含水的蒸气流中传送到在冷却剂系统中流动的第一冷却液以产生水蒸气而将来自所述蒸馏段的所述富含水的蒸气流冷凝成冷凝物流和蒸气流的第一冷凝段；以及
d)由来自所述氧化段的所述产物流形成芳族二羧酸晶体的浆液和塔顶蒸气的结晶段；
其中所述设备还包括：
e)通过将热从所述塔顶蒸气传送到第二冷却液而冷凝来自所述结晶段的所述塔顶蒸气的至少一部分的第二冷凝段，其中所述第二冷却液的至少一部分来源于所述第一冷却液，并且其中所述第二冷却液在所述冷却剂系统中流动，其中所述第二冷凝段包括第一冷凝器；以及
f)测量所述第一冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度的测量装置，和/或测量所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的流速的测量装置。
附加方案2
根据附加方案1所述的设备，其中所述结晶段包括一个或多个结晶器。
附加方案3
根据附加方案1所述的设备，其中所述冷却剂系统包括冷却所述第二冷却液的反馈系统，其中所述反馈系统将所述第一冷凝器下游的某一位置连接至所述第一冷凝器上游的冷却剂系统中的某一位置。
附加方案4
根据附加方案3所述的设备，其中所述反馈系统包括将热从所述第二冷却液传送离开的热交换器。
附加方案5
根据附加方案3所述的设备，其中所述反馈系统包括阀。
附加方案6
根据附加方案1所述的设备，所述设备还包括接收由所述第一冷却液产生的水蒸气的蒸汽轮机。
附加方案7
根据附加方案1所述的设备，所述设备还包括将离开所述蒸汽轮机的水蒸气冷凝的蒸汽轮机冷凝器。
附加方案8
根据附加方案7所述的设备，其中所述冷却剂系统包括将所述第二冷却液从所述蒸汽轮机冷凝器传送到所述第二冷凝段的泵。
附加方案9
根据附加方案1至8中的任一项所述的设备，其中所述第二冷凝段包括第二冷凝器，并且所述设备还包括测量所述第二冷凝器下游的所述冷却剂系统中的所述第二冷却液的温度的测量装置，其中所述冷却剂系统还将所述第二冷凝器下游的所述冷却液系统中的某一位置经由反馈系统连接至所述第二冷凝器上游的所述冷却剂系统中的某一位置。
附加方案10
根据附加方案9所述的设备，其中所述第二冷凝器连接至所述第一冷凝器。
附加方案11
根据附加方案9所述的设备，其中所述第二冷凝器在所述第一冷凝器下游。
附加方案12
根据附加方案1至11中的任一项所述的设备，其中所述结晶段包括第一结晶器和第二结晶器，并且所述第一结晶器连接至所述第二结晶器，其中
所述第一冷凝器接收来自所述第一结晶器的塔顶蒸气，并且所述第二冷凝器接收来自所述第二结晶器的塔顶蒸气。
附加方案13
根据附加方案1至12中的任一项所述的设备，其中冷却剂系统控制装置通过分布式控制系统或可编程逻辑控制器实现。