[發明專利]一種生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器

有效

• 申請號: 200710024635.5
• 申請日: 2007-06-26
• 公開（公告）號: CN101092350A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 馮連芳;張軍;顧雪萍;仲軍實;王嘉駿;李良超
• 申請（專利權）人: 中國石化儀征化纖股份有限公司
• 主分類號: C07C63/26
• 分類號: C07C63/26;C07C51/265;B01J19/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發明涉及芳香烴液相氧化制備芳香酸的技術方法和反應裝置，尤其涉及一種生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器，屬于化工設備技術領域。

背景技術

鼓泡塔反應器是氣液兩相或氣液固三相進行質量、能量和化學反應的重要裝置，具有結構簡單、操作穩定的特點。芳香烴液相氧化制備芳香酸的技術方法，工業上可采用鼓泡塔反應器，特別是對二甲苯液相催化氧化制備對苯二甲酸，近年來有越來越大型化的趨勢。

商業規模的對苯二甲酸制備工藝多數采用醋酸為溶劑，鈷、錳、溴類化合物為復合催化劑，空氣或富氧氣為氧化劑，與原料對二甲苯連續進入氧化反應器進行反應，典型情況下，反應溫度155～225℃，反應壓力0.5～3.0MPa，停留時間30～120min。反應熱通過溶劑醋酸的蒸發、冷凝撤出，冷凝液返回反應器；粗產品對苯二甲酸在反應器內結晶析出，以漿料的方式連續移出反應器。

依據該工藝，制備對苯二甲酸的對二甲苯液相催化氧化反應器的物料體系呈“氣(空氣、醋酸蒸汽)-液(醋酸、對二甲苯)-固(對苯二甲酸)”三相狀態，氧化反應器的設計必須同時滿足空氣分散、液相物料混合、固體顆粒懸浮的要求。現有技術中，商業規模的對二甲苯液相氧化反應器包括攪拌式反應器和鼓泡塔式反應器兩類。

美國專利USP5211924、USP5102630和中國專利ZL89102155采用空氣導入噴嘴、上層平直葉攪拌槳與下層上翻式斜葉槳組合、窄擋板的協同作用，實現氣液分散和釜內物料混合。日本特公昭61-21217利用特殊的梳齒狀攪拌葉輪來改善氣液分散；日本特公昭47-14092將原料對二甲苯從中空的攪拌葉片導入，促進了原料混合。總體來看，攪拌式反應器機構復雜，維護不方便。

專利CN1228302C和專利CN1680250A公開了生產芳香羧酸的上下均勻的直筒型鼓泡塔反應裝置，專利CN1785495A在鼓泡塔反應器內設置阻尼內構件，以抑制塔內中心區域過快的流速，同時干擾流場提高氣液傳質速率。專利CN1208301C公開了一種生產對苯二甲酸用的氣升式外循環鼓泡塔氧化裝置，利用外筒將塔上部漿料通過氣升作用引入下部區域，形成流體在全塔的循環，改善塔內的溫度與濃度分布，并采用較大的高徑比來強化氣液傳質。但是大高徑比鼓泡塔的上部氧氣濃度比較低，影響反應效率。

專利CN1293184從改變物料在反應器中的流動形態的角度出發，使反應在塔式反應器內以接近活塞流的流動形態進行，提高對二甲苯氧化為對苯二甲酸的速度和轉化率，其反應器的內部結構比較復雜。

專利公開CN1807392A提出了一種用于對二甲苯氧化制備對苯二甲酸的鼓泡塔式氧化反應裝置，在下部反應段的側壁設置周向均勻分布的2～8個氣相原料分進口，試圖通過多點進氣強化氣液分散。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單的生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器，以克服上述列舉的諸多現有反應器的缺陷。

為實現本發明的目的，一種生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器，其塔體由上部的氣液分離段、中部的多級鼓泡段、底部的固液懸浮段三部分組成，其特征在于：該反應器中部的多級鼓泡段內部安裝有1～5級氣體分布器和1～5級內循環導流筒。

進一步地，上述的一種生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器，其中，所述氣體分布器和內循環導流筒成組配置，優選2～4組。

更進一步地，上述的一種生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器，其中，所述內循環導流筒的截面積與鼓泡塔的截面積之比為1/2～1/12，內循環導流筒的高度與鼓泡塔的直徑D之比為1～3。

更進一步地，上述的一種生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器，其中，所述內循環導流筒的截面形狀是圓形或多邊形。

再進一步地，上述的一種生產芳香酸的內循環鼓泡塔氧化反應器，其中，該鼓泡塔反應器的低部設有底伸式攪拌器，頂部設有氣液分離器。

這樣，本發明便提出一種結構簡單的內循環鼓泡塔式氧化反應器，其內部沒有任何運動部件，通過內循環導流筒和氣體分布器的協同作用，促進塔內局部區域的物料循環，多級進氣結構明顯改善了現有技術里大高徑比鼓泡塔的軸向氧氣濃度梯度，簡單的直立導流筒結構也不會引起固體顆粒的沉積，導流筒內的物料流動為降液流設計，使得導流筒的直徑顯著減小，有效節省了貴金屬材料，上述特點使得該氧化反應器在芳香酸生產領域具有很好的應用前景。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；