[發明專利]一種反應熱驅動空氣壓縮機的苯甲酸生產裝置

在審

• 申請號: 201910487603.1
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110283068A
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 李國慶;宋澤雨;羅四順;楊紀云;高益民;湯涌;徐志雄
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07C51/265
• 分類號: C07C51/265;C07C63/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;隆翔鷹

本發明公開了一種反應熱驅動空氣壓縮機的苯甲酸生產裝置，包括凝汽式蒸汽透平、凝汽水冷器和除鹽水提壓/除氧/補水設備等。蒸汽發生器的出氣口、凝汽式蒸汽透平、凝汽水冷器、除鹽水提壓/除氧/補水設備和蒸汽發生器的進水口依次相連通；本發明提供的電動機，在氧化反應前作為驅動空氣壓縮機的動力，氧化反應開始后，凝汽式蒸汽透平將蒸汽的能量轉化為機械能，驅動空氣壓縮機；凝汽式蒸汽透平出力帶動空氣壓縮機為低品質反應熱現場升級利用找到了最佳途徑，減少了電力消耗，節能環保；該裝置調整只在蒸汽利用環節展開，對氧化裝置包括反應熱蒸汽發生器不構成任何影響，安全經濟，易于應用。

技術領域

本發明屬于化工領域，具體涉及一種反應熱驅動空氣壓縮機的甲苯液相空氣氧化苯甲酸生產裝置。

背景技術

苯甲酸(C₆H₅COOH)是重要的化工產品，廣泛應用于合成纖維、樹脂、涂料、橡膠、煙草等行業。其主要生產工藝是甲苯液相空氣氧化法。如下式所示，在可溶性鈷鹽或錳鹽的催化作用下，原料液相甲苯與空氣中的氧直接氧化生成苯甲酸。反應溫度155～165℃、壓力0.6～0.7MPag。由于副產苯甲醇、苯甲醛和苯甲酸芐酯等，后續工段還有精餾單元和回收未反應甲苯的尾氣處理單元。

鑒于反應強放熱，現有工藝多回收其發生0.4MPag飽和蒸汽(飽和溫度151.9℃)，但由于等級低，裝置不能利用，通常被放空，造成了嚴重的能量浪費。而反應空氣壓縮機是由電能驅動的，如果能借助凝汽式蒸汽透平回收所產0.4MPag蒸汽的能量以代替電力驅動空氣壓縮機，不但能回收放空的蒸汽的能量，還能減少裝置電耗，對于節能降耗，保護環境非常有意義。

發明內容

為了解決現有甲苯液相空氣氧化法苯甲酸裝置反應熱所產低低壓蒸汽放空，未回收利用的缺點，本發明的目的在于提供一種反應熱驅動空氣壓縮機的甲苯液相空氣氧化苯甲酸生產裝置。

本發明目的至少通過以下技術方案之一實現。

本發明提供了一種反應熱驅動空氣壓縮機的苯甲酸生產裝置，包括電動機、空氣壓縮機、氧化裝置、甲苯進料裝置和尾氣冷凝裝置；所述氧化裝置包括氧化反應器和蒸汽發生器，所述氧化反應器的底部依次通過蒸汽發生器與氧化反應器的頂部相連通，所述氧化反應器用于甲苯和壓縮空氣在催化劑的作用下反應，形成反應產物苯甲酸、尾氣和反應熱；所述蒸汽發生器用于產生蒸汽；電動機用于驅動空氣壓縮機；空氣壓縮機與氧化反應器相連通，空氣壓縮機用于空氣壓縮；所述甲苯進料裝置與氧化反應器相連通；所述尾氣冷凝裝置與氧化反應器相連通，用于接收氧化反應器排出的尾氣和從尾氣中分離出未反應的甲苯，未反應的甲苯再次進入氧化反應器，所述生產裝置還包括凝汽式蒸汽透平、凝汽水冷器和除鹽水提壓/除氧/補水設備，蒸汽發生器設有出氣口和進水口，蒸汽發生器的出氣口、凝汽式蒸汽透平、凝汽水冷器、除鹽水提壓/除氧/補水設備和蒸汽發生器的進水口依次相連通；凝汽式蒸汽透平用于將蒸汽的熱能轉化為機械能，驅動空氣壓縮機；凝汽水冷器用于將蒸汽冷卻至液相，得冷凝水；除鹽水提壓/除氧/補水設備用于將冷凝水提壓、除氧以及在冷凝水的水量不足時補充水量；蒸汽在凝汽式蒸汽透平中做功后被排入凝汽水冷器中冷凝，得冷凝水；冷凝水再通過除鹽水提壓/除氧/補水設備，得除氧水，除氧水通過進水口進入蒸汽發生器內。

優選地，所述氧化裝置還包括反應循環泵，所述反應循環泵用于提壓反應產物，所述氧化反應器的底部依次通過反應循環泵和蒸汽發生器與氧化反應器的頂部相連通；所述反應熱依次經過反應循環泵和蒸汽發生器后得到蒸汽。