[發明專利]基于氣液固多相反應分離同步反應器的利用空氣氧化對二甲苯生產對苯二甲酸的方法

有效

• 申請號: 201410038148.4
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103772182A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 郭燦城;郭欣
• 申請（專利權）人: 沅江華龍催化科技有限公司
• 主分類號: C07C51/265
• 分類號: C07C51/265;C07C51/42;C07C63/26;B01J8/10;B01J8/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種利用空氣氧化對二甲苯生產對苯二甲酸的工藝方法。?

背景技術

對苯二甲酸是聚酯工業的主要原料。以醋酸鈷、醋酸錳為催化劑，溴化物等為促進劑，在180～200℃、14～16MPa下，用空氣氧化PX（對二甲苯）可以產生對苯二甲酸。但是，催化劑金屬鹽和反應產物對苯二甲酸都是不溶于反應物PX的固體物質，所以上述方案不能直接工業應用。為了解決金屬鹽、對苯二甲酸、PX的相互溶解性問題，US6,175,038公開了使用70%的醋酸和10%的水作為混合溶劑使金屬鹽、對苯二甲酸和PX相互溶解的技術方案，并且已經成為目前工業制備對苯二甲酸的技術。但是該方案中存在如下問題：一是溴化物和醋酸嚴重污染環境和腐蝕設備；二是反應物PX只占體系總量的20%，導致生產和分離設備龐大，產物精制和分離復雜，操作技術難度大，生產效率低；三是反應過程中溶劑醋酸也被氧化，目前工業上每生產1噸對苯二甲酸，溶劑醋酸的損耗量在60～80公斤；四是生產過程中產物對苯二甲酸長時間以懸浮形式存在于溶劑中，在高溫高壓條件下，部分產物進一步發生脫羧形成副產物，導致對苯二甲酸精制難度加大。?

專利CN1453259公開了一種由金屬卟啉或金屬卟啉與金屬鹽催化芳香甲基苯被空氣或含二氧化碳空氣直接氧化成為相應芳香羧酸的工藝。該工藝不使用腐蝕性的醋酸溶劑和溴化物，可以避免腐蝕和環境污染問題，也不存在溶劑的氧化，但氧化產物為甲基苯甲醛、甲基苯甲醇和甲基苯甲酸而不是對苯二甲酸，并且由于反應物芳香甲苯與氧化產物互不溶解使得該反應工藝只適合間隙反應過程，不適合連續化工業生產。另外，該技術中產物仍然長時間停留在反應系統中，存在高溫高壓條件下，部分產物進一步發生脫羧形成副產物的問題。?

專利CN101362687公開了在多釜串聯反應器中以金屬卟啉為催化劑，以空氣作氧化劑，PX通過氧化過程得到對苯二甲酸的連續反應工藝。該方案進行的PX氧化反應分為PX初次氧化和經分離后的初次氧化產物對甲基苯甲酸和對甲基苯甲醇混合物的二次氧化兩個氧化過程。兩次氧化在同一反應器循環完成并構成連續氧化過程。為了解決固體氧化產物在氧化反應釜之間或者氧化反應釜與結晶分離罐之間的轉移問題，該工藝在氧化反應釜之間或者氧化反應釜與結晶分離罐之間連接有固體泵。但是，該工藝仍然存在如下問題：一是氧化反應釜或者結晶分離罐與固體泵之間連有大量管路，固體氧化產物對苯二甲酸在反應物PX中不溶解而出現在氧化反應器底部和流動管路中結晶；二是PX的初次氧化產物為對甲基苯甲酸、對甲基苯甲醇和對苯二甲酸的混合物，需要在結晶器中將產物對苯二甲酸進行分離，而這個過程的實現需要消耗大量能量；三是該技術中產物對苯二甲酸仍然長時間停留在反應系統中，存在高溫高壓條件下，部分產物進一步發生脫羧形成副產物的問題。?

化工生產中經常遇到產物比重大于反應物且互不相溶的氣液固多相反應。對這類反應，反應過程中氣體、液體和固體多相同時存在于反應體系中。現有的化工生產模式是，整個反應期間，反應物與反應產物自然地或者被強制地（例如攪拌）分布于反應區。反應結束后，再將反應物與反應產物移到分離器中進行分離。由于體系中多相物質的存在會影響液體在生產裝置中的流動性而無法連續生產。對于上述情況，目前化工生產中主要有兩種解決方案。一種方案是加入另一種能同時溶解多相物質的溶劑。通過加入溶劑的方法可以實現有不溶性產物生成的工藝連續化；但是，溶劑的加入使化工生產過程變得復雜，同時也增加相應的設備投資和能耗、物耗以及溶劑對環境的污染；另一種方案是，采用間隙操作生產。上述兩個方案中，都將增加反應產物在反應系統中的停留時間，而在反應操作條件下，反應產物會因為分解或者深度反應，導致反應產物收率和收率降低。?

發明內容

本發明的目的是在于提供一種基于氣液固多相反應分離同步反應器利用空氣氧化對二甲苯，高轉化率、高收率地連續化生產對苯二甲酸的方法，該方法大大提高了對苯二甲酸的生產效率，降低了生產成本。?