[发明专利]生产对苯二甲酸的PX氧化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及化工设备领域，尤其涉及一种生产对苯二甲酸的PX氧化反应器。

背景技术

当前，精对苯二甲酸(PTA)工艺生产过程是：原料对二甲苯(PX)和溶剂醋酸(HAC)的混合物，在催化剂存在的条件下，与空气中的氧气在一定的温度和压力下进行氧化反应，生成粗对苯二甲酸(CTA)，并进一步对CTA进行精制处理，最终生成精对苯二甲酸(PTA)。

PX氧化反应器是此工艺流程中的关键设备，不同的工艺流程氧化反应器有不同的结构形式。从强化传质过程反应器结构形式可分为两种类型：第一类是无搅拌鼓泡塔式反应器；第二类是带搅拌器的釜式反应器，这两类结构形式的氧化反应器，都可以进行生产，所不同的是，装备的一次投入和长年能耗等方面存在较大差别；按反应条件可分为三种情况：高温氧化工艺(191～205℃)、中温氧化工艺(185～189℃)和低温氧化工艺(160～170℃)。

当前国际上PTA生产主要采用高温氧化工艺，高温氧化工艺反应速率快，宜采用搅拌釜来强化传质与传热，单位容积生产能力高，CTA晶体粒径较大，反应浆料中允许含水量高，只需尾气冷凝器而不增加附属脱水设备即可满足含水量控制要求，不足的是PX和HAC消耗较高，搅拌器及压缩机造价高，装备制造难度大；相比中温氧化工艺对设备的要求及PX和HAC消耗均比较适中，反应器可以采用结构简单的鼓泡塔来代替搅拌釜，设备投入及维修费用低，能耗低，CTA的分离与母液处理又比低温过程容易得多，该工艺的各项技术经济指标也接近或略好于高温氧化工艺；而低温氧化工艺采用无搅拌鼓泡塔即可满足传质要求，PX和HAC消耗低，不足之处是要求反应浆料中含水量低，需增加附属脱水装置，同时杂质含量高、浆料必需进行后氧化，晶体粒径小，残渣量大，仅适合于制备中纯度对苯二甲酸(MTA或QTA)而不适合生产PTA。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种生产对苯二甲酸的PX氧化反应器，以达到节省能量，减少投资、降低成本、工艺简单，实现大型化生产对苯二甲酸的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种生产对苯二甲酸的PX氧化反应器，包括反应器壳体，所述反应器壳体通常可以呈罐状，其高径比优选2.8～5，所述反应器壳体底部设有分布式进气装置和旋流式进气装置。

所述分布式进气装置可以包括若干气流分布管，所述气流分布管通常可以呈圆环形，其圆心在所述壳体的垂直中线上，管体上设有若干个通气孔。

所述气流分布管通常可以包括上部气流分布管和中间气流分布管，所述上部气流分布管接近所述壳体的内壁，所述中间气流分布管位于壳体内空间的中部(指水平方向上，下同)，所述上部气流分布管和中间气流分布管连接有进气管。

所述旋流进气装置可以由若干旋流进气管构成，位于所述气流分布管的下方。当所述旋流进气管的数量是多个时，一般应均匀分布在所述壳体内壁的四周。

本发明采用了由分布式进气装置和旋流式进气装置构成的组合式进气旋动装置，以适当量的空气推动反应器底部流体，使之发生旋转运动，气体分散良好，分布均匀，减少偏流，可满足固体悬浮的需要，所采用的旋流式气体分布管可以有效的消除底部流动死区，保持物料能处于正常的悬浮状态，从而保证反应器的长年安全稳定运行；并且壳体采用介于高温与低温反应器之间的高径比，相应的空塔气速也介于二者之间，即能保证良好的气液传质与混合，又能满足固体均匀悬浮要求，塔物料混合良好，温度与浓度分布均匀，既避免了高径比大的低温反应器内存在的不均匀分布的现象，又以低动力消耗优于高温反应器；所用的分布式进气装置采用环形的上部和中部两个气流分布管结构，同旋流进气管形成的旋流相配合，可以保证有效地的进气量以及空气分布和传质，不仅结构简单，而且避免了对旋流的破坏，不产生死角，避免反应产生的晶体的沉积。

附图说明

图1是本发明所述的生产对苯二甲酸的PX氧化反应器的主视图；

图2是本发明所述的生产对苯二甲酸的PX氧化反应器的底部横断面的俯视图。

具体实施方式

参见图1-2，本发明所述的生产对苯二甲酸的PX氧化反应器，包括反应器壳体1，所述反应器壳体1底部设有分布式进气装置和旋流式进气装置。

所述反应器壳体1一般可以呈罐状，其高径比优选为2.8～5，这种高径比的空塔气速介于高温与低温反应器之间，既避免了高径比大的低温反应器内存在的不均匀分布的现象，又以低动力消耗优于高温反应器。