[实用新型]对二甲苯氧化结晶装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种对二甲苯(PX)氧化结晶装置，属于化工技术领域。

背景技术

传统PTA装置氧化工艺，如图1所示，基本采用高温氧化(191～205℃)的搅拌釜式反应器，在醋酸(HAC)溶剂和催化剂(Cat)存在的条件下，以工艺压缩空气将对二甲苯(PX)氧化生成粗对苯二甲酸(CTA)及中间产物对甲基苯甲醛(TALD)、对甲基苯甲酸(p-TA)、对羧基苯甲酸(4-CBA)等，而后反应浆料经降压降温进入一结晶(又称后氧化或深度氧化)，再通入少量压缩空气使浆液中中间产物进一步氧化转化成对苯二甲酸(TA)，一结晶顶部闪蒸出醋酸(HAC)、醋酸甲酯(MA)、水(H₂O)及结晶氧化尾气，闪蒸汽经冷凝回收溶剂后，不凝尾气(N₂、O₂、CO₂、H₂O)及少量有机物溴甲烷(MeBr)、HAC、MA等排入大气。一结晶浆料再送入二结晶继续降压降温闪蒸，闪蒸出蒸汽HAC、H₂O直接送入溶剂脱水塔回收。闪蒸后二结晶浆料最终送入三结晶器，进一步降温、降压闪蒸，闪蒸汽经冷凝后返回二结晶浆液。三结晶操作条件是：90℃、0.05MPaA，为此三结晶冷凝系统要设置一套真空设施，这种三结晶的真空操作完全是为真空转鼓滤机(RVF)进料创造条件。此工艺存在的问题是：(1)采用带搅拌釜式反应器，理论上反应器是全混釜，所以都采用中部进出物料，这有可能发生进出物料短路，降低了氧化效果，加重了后氧化负担，因此要求一结晶(带搅拌)具有较大的体积(约为氧化反应器20～25％)；(2)一结晶(后氧化)是在降温降压条件下进行，减缓了深度氧化反应速率，顶部排出尾气能量不能有效使用，直接排入大气，又会造成环境污染；(3)三结晶冷凝降温在真空状态下进行，浆料要冷却至90℃，才能满足真空转鼓过滤机(RVF)进料要求，为此要消耗大量冷却水，冷凝器换热面积也较大。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种对二甲苯氧化结晶装置，其目的是避免氧化反应器中的进出料短路，避免结晶的真空操作，同时有效利用深度氧化中尾气和深度氧化后结晶降温中热量回收利用，降低氧化生产成本和装置设备成本。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种对二甲苯氧化结晶装置，包括依次连接的氧化反应设备、结晶设备和过滤分离设备，所述氧化反应设备采用全混式的氧化反应器，所述氧化反应器的进料口和进气口分别设置在其壳体的侧壁上，出料口设置在所述进料口的下方，所述进气口位于所述进料口的下方，所述壳体内设有连接所述进气口的气流分布装置，所述气流分布装置设有若干出气口，所述若干出气口位于所述进料口的下方。

所述气流分布装置可以包括若干旋流进气管，所述旋流进气管的出气方向可以与其所在位置的壳体半径方向之间有一夹角。

所述气流分布装置还可以包括一个或多个环形布气管，所述环形布气管上可以均匀分布有若干出气口，所述环形布气管可以位于所述旋流进气管的上方或同一平面上，所述多个环形布气管中各环形布气管的直径可以相等或不等，所述环形布气管的旋转轴线可以与所述壳体的轴线重合。

所述氧化反应器的出料口可以设置在其壳体的底部的中央，进料口可以设置在其壳体的中部，进气口可以设置在其壳体的侧壁的下部。

所述的对二甲苯氧化结晶装置还可以设有深度氧化设备，所述深度氧化设备可以采用封闭的桶状反应器，设有进料口、进气口、出料口和出气口，所述深度氧化设备的进料口和进气口可以设置在其壳体的下部，出料口可以设置在其壳体的底部，出气口可以设置在其壳体的顶部，其中所述进料口位于所述进气口的上方，所述深度氧化设备的进料口可以通过管道与所述氧化反应器的出料口相连，所述深度氧化设备的出料口可以通过管道与所述结晶设备的进料口相连，由此实现所述氧化反应设备同结晶设备的连接。

所述氧化反应器的侧壁上可以设有回流气进口，所述深度氧化设备的出气口可以通过管道连接所述氧化反应器的回流气进口，所述回流气进口可以位于所述氧化反应器的进料口的上方。

所述氧化反应器的上部还可以设有填料层，所述填料层可以位于所述氧化反应器的回流气进口的上方。

所述深度氧化设备的高度可以大于其横截面的直径，所述过滤分离设备可以采用旋转压力过滤机。