[發(fā)明專利]一種粗對(duì)苯二甲酸加氫精制的智能微界面反應(yīng)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011574804.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN112774579B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志炳;李利軍;李磊;劉霽斌;呂權(quán);孫愛軍;王小豐;劉曉玲;謝萍;李夏冰;李虎;勞國瑞;王新蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京延長(zhǎng)反應(yīng)技術(shù)研究院有限公司;中國昆侖工程有限公司
• 主分類號(hào): B01J8/02
• 分類號(hào): B01J8/02;B01J19/00;B01F23/231;C07C51/487;C07C51/42;C07C63/26
• 代理公司: 北京中索知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 陳江

一種粗對(duì)苯二甲酸加氫精制的智能微界面反應(yīng)系統(tǒng)，包括：加氫反應(yīng)器，所述加氫反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有用于分散破碎氫氣的氫氣微界面發(fā)生器，所述加氫反應(yīng)器并聯(lián)設(shè)置有鼓泡塔式反應(yīng)器，所述加氫反應(yīng)器和所述鼓泡塔式反應(yīng)器反應(yīng)后的產(chǎn)物并聯(lián)后依次進(jìn)入結(jié)晶塔、離心分離器和干燥器，最終形成固體精制對(duì)苯二甲酸進(jìn)入到收集罐；還包括智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括檢測(cè)模塊、反饋模塊和智能運(yùn)算模塊。本發(fā)明的智能微界面反應(yīng)系統(tǒng)降低了加氫反應(yīng)的溫度、壓力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粗對(duì)苯二甲酸的精制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種粗對(duì)苯二甲酸加氫精制的智能微界面反應(yīng)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

精對(duì)苯二甲酸生產(chǎn)工藝作為主流的對(duì)苯二甲酸(PTA)生產(chǎn)工藝，通常包括氧化工序和加氫處理工序，其生產(chǎn)過程如下：原料對(duì)二甲苯通過氧化工序得到的粗對(duì)苯二甲酸(CTA)經(jīng)原料制備單元輸送到加氫反應(yīng)器，通過分配總管分布后和輸送到加氫反應(yīng)器內(nèi)的壓縮氫氣在加氫反應(yīng)器內(nèi)液層上方的空間充分接觸，達(dá)到溶解平衡后反應(yīng)液體再流經(jīng)反應(yīng)液層和催化劑床層，并在催化劑床層發(fā)生加氫反應(yīng)，催化劑床層通常由鈀-碳催化劑堆積而成，粗對(duì)苯二甲酸(主要包含有對(duì)苯二甲酸(TA)、對(duì)羧基苯甲醛(4-CBA)和對(duì)甲基苯甲酸(P-T酸)，主要雜質(zhì)對(duì)羧基苯甲醛(4-CBA)將發(fā)生加氫反應(yīng)生成對(duì)甲基苯甲酸(P-T酸)。衡量加氫處理的效果通常是以相同的工藝條件下加氫處理后的反應(yīng)產(chǎn)物中對(duì)羧基苯甲醛(4-CBA)含量作為指標(biāo)，即反應(yīng)產(chǎn)物中對(duì)羧基苯甲醛(4-CBA)含量越低，表明加氫處理效果越好。

通過對(duì)上述反應(yīng)過程的研究，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)物(4-CBA,氫氣和對(duì)甲基苯甲酸)中氣相、液相主體在催化劑表面的內(nèi)、外擴(kuò)散速度是對(duì)羧基苯甲醛(4-CBA)加氫反應(yīng)過程的控制步驟，如何增加氣液相界面積，改善或強(qiáng)化反應(yīng)物中氣相、液相主體在催化劑表面的內(nèi)、外擴(kuò)散對(duì)于提高加氫處理效果非常重要。

目前粗對(duì)苯二甲酸加氫工藝主要為滴流床加氫工藝。傳統(tǒng)的加氫工藝普遍存在以下問題：

(1)氣液相界面積小、傳質(zhì)速率低。且氫氣在溶液中分布不均勻，加氫效果差，催化劑損耗較大。

(2)滴流床加氫工藝反應(yīng)壓力較高(約8MPa)，裝置投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用高，安全性下降。

此外，隨著信息化的發(fā)展越來越快，智能化系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越廣泛，況且通過采用人為控制的方式，很容易出錯(cuò)，而且人工成本也比較高。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種粗對(duì)苯二甲酸加氫精制的智能微界面反應(yīng)系統(tǒng)，該反應(yīng)系統(tǒng)基于微界面反應(yīng)強(qiáng)化技術(shù)，以粗對(duì)苯二甲酸溶劑為連續(xù)相，通過微界面發(fā)生器將氫氣高效破碎成微米級(jí)氣泡，并分散到溶液中形成微界面體系，以數(shù)十倍地提高加氫反應(yīng)器內(nèi)的氣液相界面積，大幅提高氣相向反應(yīng)液的傳質(zhì)速率及宏觀加氫速率，進(jìn)而可以降低原有的反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度和催化劑使用量，提高了反應(yīng)效率；

同時(shí)，該智能反應(yīng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加氫反應(yīng)器和鼓泡塔式反應(yīng)器內(nèi)部壓力和溫度的檢測(cè)，并通過智能系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)算分析，并直接反饋給反應(yīng)系統(tǒng)，調(diào)整反應(yīng)時(shí)的溫度和壓力，該智能反應(yīng)系統(tǒng)不需要人為控制，降低了出錯(cuò)率，降低了人力成本，制得廣泛推廣進(jìn)行。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種采用上述反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)苯二甲酸加氫精制的反應(yīng)方法，反應(yīng)得到的精對(duì)苯二甲酸純度高、雜質(zhì)含量低、應(yīng)用廣泛，提高了精對(duì)苯二甲酸本身的適用面，值得廣泛推廣應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種粗對(duì)苯二甲酸加氫精制的智能微界面反應(yīng)系統(tǒng)，包括：加氫反應(yīng)器，所述加氫反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有用于分散破碎氫氣的氫氣微界面發(fā)生器；

所述加氫反應(yīng)器的側(cè)壁連通有粗對(duì)苯二甲酸管道和氫氣進(jìn)氣管道，所述氫氣進(jìn)氣管道穿過所述加氫反應(yīng)器的側(cè)壁通入所述氫氣微界面發(fā)生器內(nèi)部；