[發明專利]具有側線采出次級反應器的氧化系統

在審

• 申請號: 201710063187.3
• 申請日: 2010-12-09
• 公開（公告）號: CN107011153A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: A.謝克;D.朗格
• 申請（專利權）人: 奇派特石化有限公司
• 主分類號: C07C51/265
• 分類號: C07C51/265;C07C63/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 王倫偉,周李軍

本申請是申請號為2010800660088，申請日為2010年12月9日，發明名稱為“具有側線采出次級反應器的氧化系統”的中國專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求編號如下的三項美國臨時申請的優先權：編號61/299,450、2010年1月29日提交、名稱為“具有側線采出次級反應器的氧化系統”的美國臨時申請；編號61/299,453、2010年1月29日提交、名稱為“具有側線采出次級反應器的氧化系統”的美國臨時申請；和編號61/299,455、2010年1月29日提交、名稱為“具有側線采出次級反應器的氧化系統”的美國臨時申請，在不與本文的表述相矛盾的前提下，通過引用方式將它們的公開內容全部并入本文。

技術領域

本發明一般地涉及多元羧酸組合物的生產方法。本發明的一個方面涉及使二烴基芳族化合物(如對二甲苯)部分氧化以生產粗芳族二羧酸(如粗對苯二甲酸)，其隨后可進行提純和分離。本發明的另一方面涉及改進的提供更有效和經濟的氧化過程的反應器系統。

背景技術

液相氧化反應應用在各種現有的工業化生產過程中。例如，液相氧化目前用于將醛氧化成酸(如丙醛至丙酸)，將環己烷氧化成己二酸，以及將烷基芳烴氧化成醇、酸或二元酸。后一類(烷基芳烴氧化)中特別重要的工業氧化過程是對二甲苯到對苯二甲酸的液相催化部分氧化。對苯二甲酸是具有眾多應用的重要化合物。對苯二甲酸的主要用途是作為生產聚對苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)的原料。PET是一種公知的塑料，它在全世界大量使用用于制造產品如瓶子、纖維和包裝。

在典型的液相氧化工藝中，包括對二甲苯到對苯二甲酸的部分氧化中，液相原料流和氣相氧化劑流被引入到反應器中，并在反應器中形成多相反應介質。引入反應器中的液相原料流包含至少一種可氧化的有機化合物(如對二甲苯)，而氣相氧化劑流包含分子氧。以氣體形式引入反應器中的分子氧的至少一部分溶解到反應介質的液相中，以為液相反應提供氧可得性。如果多相反應介質的液相包含的分子氧濃度不足(即，反應介質的某些部分是“氧-缺乏的”)，那么不希望的副反應會產生雜質，并且/或者預想的反應在速率上會延緩。如果反應介質的液相包含太少的可氧化化合物，那么反應速率可能會不希望地緩慢。此外，如果反應介質的液相包含過高濃度的可氧化化合物，那么附加的不希望的副反應會產生雜質。

常規的液相氧化反應器裝配有用于混合其內包含的多相反應介質的攪拌裝置。提供反應介質的攪拌是為了促進分子氧溶解到反應介質的液相中，在反應介質的液相中維持相對均勻的溶解氧濃度、并且在反應介質的液相中維持相對均勻的可氧化有機化合物的濃度。

發生液相氧化的反應介質的攪拌通常是通過容器中的機械攪拌裝置提供的，例如連續攪拌釜式反應器(“CSTRs”)。雖然CSTRs可提供反應介質的充分混合，但是CSTRs具有許多缺陷。例如，CSTRs具有比較高的造價，因為它們需要昂貴的馬達、液體-密封的軸承和傳動軸，和/或復雜的攪拌機構。并且，常規CSTRs的旋轉和/或振動機械部件需要定期維護。這種維護所關聯的人工和停工時間增加了CSTRs的操作費用。然而，即使定期維護，CSTRs采用的機械攪拌系統也容易發生機械故障，并且在較短的時間內就需要更換。

泡罩塔反應器提供了CSTRs及其它機械攪拌式氧化反應器的有吸引力的替代裝置。泡罩塔反應器無需昂貴的和不可靠的機械設備即可提供反應介質的攪拌。泡罩塔反應器通常包括內部包含反應介質的長形垂直反應區。反應區內的反應介質的攪拌主要由上升通過反應介質液相的氣泡的自然浮力提供。相對于機械攪拌式反應器，泡罩塔反應器中提供的這種自然浮力攪拌降低了造價和維護費用。并且，泡罩塔反應器基本上不存在移動的機械部件，因而提供了相比機械攪拌式反應器更不容易發生機械故障的氧化系統。

當在常規氧化反應器(CSTR或泡罩塔)中進行對二甲苯的液相部分氧化時，從反應器排出的產物通常為包括粗對苯二甲酸(“CTA”)和母液的漿料。CTA包含較高水平的雜質(如4-對羧基苯甲醛、對甲苯甲酸、芴酮及其它發色體)，這些雜質使得它不適合作為PET的生產原料。因此，在常規氧化反應器中生產的CTA通常要經歷提純過程，該過程使CTA轉變為適用于制造PET的純化的對苯二甲酸(“PTA”)。

雖然在液相氧化反應領域中已經取得了進步，但是仍然需要改進。

發明內容