[發明專利]生產對苯二甲酸的PX氧化反應器

有效

• 申請號: 200910076703.1
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101513601A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 羅文德;周華堂;姚瑞奎;張莼;李利軍;汪英枝;謝祥志;張亞丹;勞國瑞;鄭皓;陳襄頤
• 申請（專利權）人: 中國紡織工業設計院
• 主分類號: B01J8/22
• 分類號: B01J8/22;C07C51/265;C07C63/26
• 代理公司: 北京市卓華知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳子英

技術領域

本發明涉及化工設備領域，尤其涉及一種生產對苯二甲酸的PX氧化反應器。

背景技術

當前，精對苯二甲酸(PTA)工藝生產過程是：原料對二甲苯(PX)和溶劑醋酸(HAC)的混合物，在催化劑存在的條件下，與空氣中的氧氣在一定的溫度和壓力下進行氧化反應，生成粗對苯二甲酸(CTA)，并進一步對CTA進行精制處理，最終生成精對苯二甲酸(PTA)。

PX氧化反應器是此工藝流程中的關鍵設備，不同的工藝流程氧化反應器有不同的結構形式。從強化傳質過程反應器結構形式可分為兩種類型：第一類是無攪拌鼓泡塔式反應器；第二類是帶攪拌器的釜式反應器，這兩類結構形式的氧化反應器，都可以進行生產，所不同的是，裝備的一次投入和長年能耗等方面存在較大差別；按反應條件可分為三種情況：高溫氧化工藝(191～205℃)、中溫氧化工藝(185～189℃)和低溫氧化工藝(160～170℃)。

當前國際上PTA生產主要采用高溫氧化工藝，高溫氧化工藝反應速率快，宜采用攪拌釜來強化傳質與傳熱，單位容積生產能力高，CTA晶體粒徑較大，反應漿料中允許含水量高，只需尾氣冷凝器而不增加附屬脫水設備即可滿足含水量控制要求，不足的是PX和HAC消耗較高，攪拌器及壓縮機造價高，裝備制造難度大；相比中溫氧化工藝對設備的要求及PX和HAC消耗均比較適中，反應器可以采用結構簡單的鼓泡塔來代替攪拌釜，設備投入及維修費用低，能耗低，CTA的分離與母液處理又比低溫過程容易得多，該工藝的各項技術經濟指標也接近或略好于高溫氧化工藝；而低溫氧化工藝采用無攪拌鼓泡塔即可滿足傳質要求，PX和HAC消耗低，不足之處是要求反應漿料中含水量低，需增加附屬脫水裝置，同時雜質含量高、漿料必需進行后氧化，晶體粒徑小，殘渣量大，僅適合于制備中純度對苯二甲酸(MTA或QTA)而不適合生產PTA。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種生產對苯二甲酸的PX氧化反應器，以達到節省能量，減少投資、降低成本、工藝簡單，實現大型化生產對苯二甲酸的目的。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種生產對苯二甲酸的PX氧化反應器，包括反應器殼體，所述反應器殼體通常可以呈罐狀，其高徑比優選2.8～5，所述反應器殼體底部設有分布式進氣裝置和旋流式進氣裝置。

所述分布式進氣裝置可以包括若干氣流分布管，所述氣流分布管通常可以呈圓環形，其圓心在所述殼體的垂直中線上，管體上設有若干個通氣孔。

所述氣流分布管通常可以包括上部氣流分布管和中間氣流分布管，所述上部氣流分布管接近所述殼體的內壁，所述中間氣流分布管位于殼體內空間的中部(指水平方向上，下同)，所述上部氣流分布管和中間氣流分布管連接有進氣管。

所述旋流進氣裝置可以由若干旋流進氣管構成，位于所述氣流分布管的下方。當所述旋流進氣管的數量是多個時，一般應均勻分布在所述殼體內壁的四周。

本發明采用了由分布式進氣裝置和旋流式進氣裝置構成的組合式進氣旋動裝置，以適當量的空氣推動反應器底部流體，使之發生旋轉運動，氣體分散良好，分布均勻，減少偏流，可滿足固體懸浮的需要，所采用的旋流式氣體分布管可以有效的消除底部流動死區，保持物料能處于正常的懸浮狀態，從而保證反應器的長年安全穩定運行；并且殼體采用介于高溫與低溫反應器之間的高徑比，相應的空塔氣速也介于二者之間，即能保證良好的氣液傳質與混合，又能滿足固體均勻懸浮要求，塔物料混合良好，溫度與濃度分布均勻，既避免了高徑比大的低溫反應器內存在的不均勻分布的現象，又以低動力消耗優于高溫反應器；所用的分布式進氣裝置采用環形的上部和中部兩個氣流分布管結構，同旋流進氣管形成的旋流相配合，可以保證有效地的進氣量以及空氣分布和傳質，不僅結構簡單，而且避免了對旋流的破壞，不產生死角，避免反應產生的晶體的沉積。

附圖說明

圖1是本發明所述的生產對苯二甲酸的PX氧化反應器的主視圖；

圖2是本發明所述的生產對苯二甲酸的PX氧化反應器的底部橫斷面的俯視圖。

具體實施方式

參見圖1-2，本發明所述的生產對苯二甲酸的PX氧化反應器，包括反應器殼體1，所述反應器殼體1底部設有分布式進氣裝置和旋流式進氣裝置。

所述反應器殼體1一般可以呈罐狀，其高徑比優選為2.8～5，這種高徑比的空塔氣速介于高溫與低溫反應器之間，既避免了高徑比大的低溫反應器內存在的不均勻分布的現象，又以低動力消耗優于高溫反應器。