PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，包括：反应器、循环换热装置以及微界面机组；其中，所述反应器包括外壳和同心地设置在所述外壳内部的内筒；所述循环换热装置设置在所述反应器外部，并分别与所述外壳和所述内筒相连，用以调节所述反应器内部所述第一反应区、第二反应区以及第三反应区的在反应过程中反应温度；所述微界面机组连接在所述反应器与所述循环换热装置之间，并与所述反应器的外接进料管道相连。本发明专利技术有效地解决了现有的PX生产PTA过程中反应溶剂醋酸在高温高压下被大量浪费，同时不能及时地取出产品TA的问题，进而大大地降低了能耗、节省了醋酸溶剂、提升了反应效率。

【技术实现步骤摘要】
PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统
本专利技术涉及化工
，具体而言，涉及一种PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统。
技术介绍
PX(对二甲苯)生产TA(对苯二甲酸)的氧化反应过程非常复杂，主要包括4个步骤，即对二甲苯(PX)→对甲基苯甲醛(TALD)→对甲基苯甲酸(p-TA)→对羧基苯甲醛(4-CBA)→对苯二甲酸(TA)，此反应过程中的4个氧化反应是串联反应，其一般以醋酸为溶剂，以醋酸钴、醋酸锰和氢溴酸(或四溴甲烷)为催化剂。目前，现有的PTA生产技术中，氧化反应过程中的4个主要步骤均在同一个反应器内进行，尽管上述4个步骤的反应速率常数相差十几倍，但是却采用混合反应工艺，没有针对不同反应给予不同条件，反应溶剂醋酸在高温高压下被大量浪费，同时不能及时地取出产品TA，因此能耗高、醋酸消耗量大、反应效率低。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，旨在解决现有的PX生产PTA过程中反应溶剂醋酸在高温高压下被大量浪费，同时不能及时地取出产品TA的问题。本专利技术提出了一种PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，包括：反应器包括外壳和同心地设置在所述外壳内部的内筒，所述内筒的底端封闭的连接在所述外壳的内底面上、顶端向所述反应器顶部延伸，所述外壳内部与所述内筒外部之间的区域为第一反应区，所述内筒内部自上向下依次为第二反应区和第三反应区；所述循环换热装置设置在所述反应器外部，并分别与所述外壳和所述内筒相连，用以调节所述反应器内部所述第一反应区、第二反应区以及第三反应区的在进行PX生产PTA反应过程中的反应温度；所述微界面机组连接在所述反应器与所述循环换热装置之间，并与所述反应器的外接进料管道相连，用以在反应物料进入所述反应器内部各反应区之前在所述反应器内外部将气相物料空气破碎为直径大于等于1μm、小于1mm的微气泡、并与液相物料相混合形成乳化液。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述循环换热装置包括：第一循环换热管路和第二循环换热管路；其中，所述第一循环换热管路的进口端连接在所述外壳侧壁的上端、出口端通过所述微界面机组与所述外壳侧壁底端的物料进口相连，用于调节所述第一反应区的反应温度；所述第二循环换热管路的进口端连接在所述内筒侧壁的上端、出口端通过所述微界面机组与所述内筒侧壁底端的物料进口相连，用以调节所述内筒内部的所述第二反应区和所述第三反应区在反应过程中的反应温度。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述微界面机组包括：第一微界面发生器和第二微界面发生器；其中，所述第一微界面发生器设置在所述第一循环换热管路与所述外壳侧壁之间，并分别与所述外接进料管道中的液相物料进料管道和气相进料管道相连，用以在气相物料空气进入所述第一反应区之前将空气破碎为所述微气泡、并与液相物料形成乳化液；所述第二微界面发生器设置在所述第二循环换热管路与所述内筒侧壁之间，并与所述气相进料管道相连，用以在气相物料空气进入所述第二反应区之前将空气破碎为所述微气泡、并与液相物料形成乳化液。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述第一反应区为进行对二甲苯转化为对甲基苯甲醛、对甲基苯甲醛转化为对甲基苯甲酸的反应区，所述第二反应区为所述对甲基苯甲酸转化为对羧基苯甲醛的反应区，所述第三反应区为所述对羧基苯甲醛转化为对苯二甲酸的反应区。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述反应器底部设置有气相进口和出料口；其中，所述气相进口与所述外接气相进料管道相连，用以为所述第三反应区提供反应所需的气相物料空气；所述出料口用于取出所述第三反应区中含有反应产物对苯二甲酸的混合物料。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述内筒的高度为所述外壳高度的4/5。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述第一反应区的体积占所述反应器内总反应体积的45％。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述第二反应区的体积占所述反应器内总反应体积的53.5％。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述第三反应区的体积占所述反应器内总反应体积的1.5％。进一步地，上述PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统中，所述第一微界面发生器和所述第二微界面发生器均为气动式微界面发生器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，考虑到PX生产PTA的四步反应的速率差异，采用分段式的反应理念，将反应器内部设置为三个不同的反应区，各反应区不同的反应步骤，实现了在同一反应器内针对不同反应阶段给予不同条件，尤其是解决了醋酸溶剂不能承受高温氧化条件的矛盾，并且利用水作为p-TA氧化反应的溶剂，有效地解决了现有的PX生产PTA过程中反应溶剂醋酸在高温高压下被大量浪费，同时不能及时地取出产品TA的问题，进而大大地降低了能耗、节省了醋酸溶剂、提升了反应效率。尤其是，本专利技术的PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，通过在反应器内部的各个反应区内设置微界面发生器，在各反应区内部对空气进行破碎，使其破碎为直径大于等于1μm、小于1mm的微气泡，与液相物料形成乳化液，有效地增大了空气与液相物料之间的传质面积，减小液膜厚度，降低传质阻力，进而有效地降低了能耗、提升了反应效率。进一步的，本专利技术的PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，通过设置循环换热装置，在反应进行的过程中有效控制了反应过程中的温度，同时确保了反应器内部各反应物料之间混合的均匀度，确保了各反应物能够充分的参与反应，进而极大地提升了反应物的利用率，同时防止了因局部温度不均引发副反应的发生，在一定程度上提升了产物的质量。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统的结构示意图。图中：10为外壳、11为内筒、12为第一反应区、13为第二反应区、14为第三反应区、15为防浪格栅、16为除沫网、20第一循环换热管路、21第二循环换热管路、30第一微界面发生器、31第二微界面发生器、121为换热器、122为压力泵。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，其特征在于，包括：反应器、循环换热装置以及微界面机组；其中，/n所述反应器包括外壳和同心地设置在所述外壳内部的内筒，所述内筒的底端封闭的连接在所述外壳的内底面上、顶端向所述反应器顶部延伸，所述外壳内部与所述内筒外部之间的区域为第一反应区，所述内筒内部自上向下依次为第二反应区和第三反应区；/n所述循环换热装置设置在所述反应器外部，并分别与所述外壳和所述内筒相连，用以调节所述反应器内部所述第一反应区、第二反应区以及第三反应区的在进行PX生产PTA反应过程中的反应温度；/n所述微界面机组连接在所述反应器与所述循环换热装置之间，并与所述反应器的外接进料管道相连，用以在反应物料进入所述反应器内部各反应区之前在所述反应器外部将气相物料空气破碎为直径大于等于1μm、小于1mm的微气泡、并与液相物料相混合形成乳化液。/n

【技术特征摘要】
1.一种PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，其特征在于，包括：反应器、循环换热装置以及微界面机组；其中，
所述反应器包括外壳和同心地设置在所述外壳内部的内筒，所述内筒的底端封闭的连接在所述外壳的内底面上、顶端向所述反应器顶部延伸，所述外壳内部与所述内筒外部之间的区域为第一反应区，所述内筒内部自上向下依次为第二反应区和第三反应区；
所述循环换热装置设置在所述反应器外部，并分别与所述外壳和所述内筒相连，用以调节所述反应器内部所述第一反应区、第二反应区以及第三反应区的在进行PX生产PTA反应过程中的反应温度；
所述微界面机组连接在所述反应器与所述循环换热装置之间，并与所述反应器的外接进料管道相连，用以在反应物料进入所述反应器内部各反应区之前在所述反应器外部将气相物料空气破碎为直径大于等于1μm、小于1mm的微气泡、并与液相物料相混合形成乳化液。


2.根据权利要求1所述的PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，其特征在于，所述循环换热装置包括：第一循环换热管路和第二循环换热管路；其中，
所述第一循环换热管路的进口端连接在所述外壳侧壁的上端、出口端通过所述微界面机组与所述外壳侧壁底端的物料进口相连，用于调节所述第一反应区的反应温度；
所述第二循环换热管路的进口端连接在所述内筒侧壁的上端、出口端通过所述微界面机组与所述内筒侧壁底端的物料进口相连，用以调节所述内筒内部的所述第二反应区和所述第三反应区在反应过程中的反应温度。


3.根据权利要求2所述的PX生产PTA的外置微界面机组强化氧化系统，其特征在于，所述微界面机组包括：第一微界面发生器和第二微界面发生器；其中，
所述第一微界面发生器设置在所述第一循环换热管路与所述外壳侧壁之间，并分别与所述外接进料管道中的液相物料进料管道和气相进料管道相连，用以在气相物料空气进入所述第一反应区之前将空气破碎为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，周政，张锋，李磊，孟为民，王宝荣，杨高东，罗华勋，杨国强，田洪舟，曹宇，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32