[发明专利]一种强化甲苯氧化的系统及工艺

权利要求书

1.一种强化甲苯氧化的系统，其特征在于，包括：甲苯预热管、氧气预热管、管式反应器、微界面发生器、分离单元和反应产物储存单元；

所述甲苯预热管包括内管和外管，内管与所述管式反应器相连，外管与所述分离单元和所述反应产物储存罐相连；

所述氧气预热管包括内管和外管，内管与所述微界面发生器相连，外管与水蒸气管道相连，热水蒸气通过管道从外管下方进入，从外管上方流出，用以对内管的氧气进行预热；

所述管式反应器包括内进油口、出油口和内反应管，内反应管为甲苯氧化的反应场所，导热油从位于管式反应器下方的进油口进入，从位于管式反应器上方的出油口离开；

所述微界面发生器设置在所述内反应管中，用以将来自所述氧气预热管的氧气打碎成微米级气泡。

2.根据权利要求1所述的强化甲苯氧化的系统，其特征在于，在甲苯进料管上设有进料泵。

3.根据权利要求1所述的强化甲苯氧化的系统，其特征在于，在连通所述甲苯预热管和所述管式反应器的管道上设有催化剂加剂管道。

4.根据权利要求1所述的强化甲苯氧化的系统，其特征在于，所述微界面发生器为气动式发生器。

5.根据权利要求1所述的强化甲苯氧化的系统，其特征在于，所述微界面发生器使氧气气泡破碎形成直径大于等于1μm、小于1mm的微米级气泡。

6.根据权利要求1-5任一项所述的强化甲苯氧化的系统，其特征在于，所述内反应管的每处凹型管道底部设置至少一个所述微界面发生器。

7.根据权利要求1所述的强化甲苯氧化的系统，其特征在于，所述分离单元包括：分离罐、泠凝器和循环泵；

所述分离罐与所述管式反应器相连，用于分离反应产物；

所述分离罐分离出的气相产物经所述泠凝器冷凝，冷凝出的液相甲苯进入所述甲苯预热管中进行循环反应；

所述分离罐分离出的液相产物经所述循环泵通入所述甲苯预热管的外管中，用于对所述甲苯预热管内管中的甲苯进行预热。

8.根据权利要求1所述的强化甲苯氧化的系统，其特征在于，所述反应产物储存单元包括换热器和储存罐，换热器设置在连接所述甲苯预热管外管和储存罐的管道上。

9.一种强化甲苯氧化的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

向系统中通入保护气N₂至系统压力为0.7MPa，打开所述进料泵，向甲苯预热管中输送甲苯反应原料溶液，按相对于甲苯质量分数为0.007wt％质量流量加料速率向甲苯中加入环烷酸钴催化剂，向管式反应器中注入导热油，将管式反应器的反应温度升至158℃；

系统温度到达设定温度158℃后，向氧气预热管中通入氧气，并使用热蒸汽对氧气进行预热，将预热后的氧气通入微界面发生器中，微界面发生器将氧气打碎成微米级别的小气泡，小气泡融入液体中形成气液乳化物，在催化剂的作用下发生氧化反应；

在氧化反应过程中，导热油用于及时将反应放出的热量移走，通过控制导热油的流速来控制所述管式反应器内的温度始终保持为158℃；

反应物料经过所述管式反应器反应完毕后，进入分离罐，气相组分经冷凝器将气体成分中的甲苯冷凝下来重新伴随原料进入所述甲苯预热管，液相组分通过所述物料循环泵打入所述甲苯预热管外管中，利用液相温度对所述甲苯预热管内管的甲苯进行预热，然后经所述换热器返回所述反应产物储存罐中。