一种偏苯三甲酸的微界面制备系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种偏苯三甲酸的微界面制备系统，包括：反应器；所述反应器内设置有第一微界面发生器，所述反应器侧壁由上到下依次连接有用于通入偏三甲苯的反应物支路和用于通入空气的空气支路，所述空气支路穿过所述反应器侧壁与所述第一微界面发生器相连；所述第一微界面发生器上方设置有第二微界面发生器，所述第一微界面发生器位于所述反应器内液面的下方，所述第二微界面发生器位于所述反应器内液面的上方；所述第二微界面发生器底部设置有扩散管，所述扩散管底部与所述第一微界面发生器相连；本实用新型专利技术的偏苯三甲酸的微界面制备系统所需反应温度和压力低，原料转化率高，产物产率高，值得广泛推广应用。值得广泛推广应用。值得广泛推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种偏苯三甲酸的微界面制备系统


[0001]本技术涉及偏苯三甲酸的制备
，具体而言，涉及一种偏苯三甲酸的微界面制备系统。

技术介绍

[0002]偏苯三甲酸是一类重要的化工产品，在树脂、增塑剂、染料和胶粘剂等领域有着广泛的应用和前景。经进一步脱水可得到偏苯三酸酐，它是一种重要的精细化工原料，主要用于生产优质TMA类增塑剂、耐温聚酰亚胺绝缘漆、高级粉末涂料及树脂固化剂、改性醇酸树脂等。
[0003]目前，偏苯三甲酸的生产方法主要包括偏三甲苯液相空气氧化法、偏三甲苯气相空气氧化法、间二甲苯甲醛液相空气氧化法和偏三甲苯液相硝酸氧化法4种，其中，以Amoco公司的偏三甲苯液相空气氧化工艺占据主导地位。该法以偏三甲苯为原料，采用空气作氧化剂，醋酸钴和醋酸锰为催化剂，在220
‑
240℃、2.0
‑
2.5MPa的条件下，进行氧化反应。高温高压的反应条件增大了反应能耗与危险性。另一方面，国内大都采用鼓泡塔式反应器，不带搅拌器，气体进入反应器通过一个气体分配器后与液体接触，反应速率慢，氧气利用率不足80％，严重超标的氧含量同时增大了该反应的爆燃风险。

技术实现思路

[0004]本技术的第一目的在于提供一种偏苯三甲酸的微界面制备系统，该系统通过反应器内设置的第一微界面发生器将混合气分散破碎成了微米级的微气泡，提高了偏三甲苯与空气间的相界传质面积，提高了反应速率，减少了原料在反应器内的存留时间，从而减少了副反应的发生；同时能够有效地降低反应能耗，提高反应转化率。
[0005]本技术的第二目的在于提供一种采用上述系统的制备方法，该方法操作简便，通过应用上述系统，降低了反应能耗，提高了原料的单程转化率和偏苯三甲酸的产率。
[0006]为了实现本技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0007]本技术提供了一种偏苯三甲酸的微界面制备系统，包括：反应器；所述反应器内设置有第一微界面发生器，所述反应器侧壁由上到下依次连接有用于通入偏三甲苯的反应物支路和用于通入空气的空气支路，所述空气支路穿过所述反应器侧壁与所述第一微界面发生器相连；
[0008]所述第一微界面发生器上方设置有第二微界面发生器，所述第一微界面发生器位于所述反应器内液面的下方，所述第二微界面发生器位于所述反应器内液面的上方；所述第二微界面发生器底部设置有扩散管，所述扩散管底部与所述第一微界面发生器相连；
[0009]所述反应器一侧设置有物料循环管路，所述物料循环管路进口与所述反应器侧壁相连，出口与所述第二微界面发生器相连；所述物料循环管路上设置有换热器。
[0010]现有技术中，偏苯三甲酸的制备一般采用偏三甲苯液相空气氧化工艺，该工艺采用空气作氧化剂，醋酸钴和醋酸锰为催化剂，在220
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240℃、2.0
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2.5MPa的条件下，进行氧化
反应。高温高压的反应条件增大了反应能耗与危险性。另外，气体进入反应器通过一个气体分配器后与液体直接接触，反应速率慢，氧气利用率不足80％，严重超标的氧含量同时增大了该反应的爆燃风险。
[0011]为解决上述技术问题，本技术提供了一种偏苯三甲酸的微界面制备系统，该制备系统整体结构简单，通过在反应器内设置第一微界面发生器，能够将空气分散破碎成微米级别的微气泡后与偏三甲苯混合呈气液乳化物，增大反应物间的气液传质面积，提高了反应效率，同时能够降低反应所需温度和压力，提高生产安全性；通过在反应器内液面上方设置第二微界面发生器，能够捕集未反应的空气，使空气继续参与反应，提高空气中氧气的转化率，从而防止反应爆燃，提高反应的安全性。
[0012]优选的，所述第一微界面发生器上方设置有多层栅板，多层所述栅板交错设置且所述栅板位于所述反应器内液面的下方；所述物料循环管路的进口沿竖直方向位于多层所述栅板之间。
[0013]优选的，所述反应器侧壁设置有物料出口，所述物料出口沿竖直方向位于所述反应器内液面与所述栅板之间。
[0014]优选的，所述第一微界面发生器为气动式微界面发生器，所述第二微界面发生器为液动式微界面发生器。
[0015]优选的，所述反应器顶部连接有多功能塔，所述多功能塔内设置有循环喷淋装置，所述多功能塔一侧设置有循环喷淋管路，所述循环喷淋管路进口与所述多功能塔底部相连，出口分别与所述循环喷淋装置和所述反应器相连，所述循环喷淋管路内的循环液一部分经所述循环喷淋装置返回所述多功能塔中，另一部分返回所述反应器中继续参与反应。
[0016]优选的，所述多功能塔内设置有丝网，所述丝网位于所述循环喷淋装置的下方。
[0017]优选的，所述多功能塔顶部连接有尾气处理管路，所述尾气处理管路上设置有尾气处理装置。
[0018]优选的，所述反应器顶部与所述多功能塔之间设置有分凝器和减压阀，所述反应器顶部的反应器经所述分凝器冷凝后，冷凝的液相组分流回所述反应器中，未冷凝的气相组分经所述减压阀进入所述多功能塔中。
[0019]本技术的反应器内设置有第一微界面发生器和第二微界面发生器，其中，第一微界面发生器主要作用为将空气分散破碎成为微气泡，从而有效提高空气与偏三甲苯之间的相界传质面积，提高反应效率；第二微界面发生器设置与液面上方，且连接有物料循环管路，利用物料循环管路将反应器中的液体输入到第二微界面发生器中，同时通过第二微界面发生器上的负压口将反应器顶部未反应的空气卷吸进入第二微界面发生器中，分散破碎成为气泡后与偏三甲苯继续反应，从而提高空气利用率，同时防止反应过程中发生爆燃的风险，提高反应的安全性。
[0020]在本技术中，第二微界面发生器的出口与第一微界面发生器通过扩散管连接在一起，两者需要结合为一个整体并不是单独设置的，两个微界面发生器组合形成了混合式微界面机组SBBS，提高了单独的微界面发生器的应用效果。一方面，第一微界面发生器与第二微界面发生器间能够形成碰撞流，进一步对气泡进行分散破碎；另一方面，当第一微界面发生器内部堵塞时，能够通过第二微界面发生器的气泡流对第一微界面发生器内部进行冲洗，防止堵塞。且这样设置还能够提高固定效果，通过第一微界面发生器和第二微界面发
生器间的管路对第二微界面发生器起到支撑效果。本身反应塔内的空间比较窄小，如果微界面发生器设置的过于分散也会影响到反应塔的正常工作，另外设计为整体的结构也缩短了各个微界面发生器的距离，加强各个部件之间的互相协作能力，通过微界面破碎的气泡互相碰撞冲击后，从而提高分散破碎效果。
[0021]另外，本技术中反应物支路与空气支路间的位置也不能随意进行排布，必须是反应物支路设置在空气支路上方。反应物从上向下流动，而未反应的空气则是从下向上流动，通过反应物支路通入的反应物不断与未反应的空气接触反应，提高空气中氧气的转化率，从而防止因氧含量超标引发的爆燃风险。
[0022]本技术的制备系统在第一微界面发生器的上方还设置有多层栅板，通过多层栅板的阻隔作用，减缓液体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏苯三甲酸的微界面制备系统，其特征在于，包括：反应器；所述反应器内设置有第一微界面发生器，所述反应器侧壁由上到下依次连接有用于通入偏三甲苯的反应物支路和用于通入空气的空气支路，所述空气支路穿过所述反应器侧壁与所述第一微界面发生器相连；所述第一微界面发生器上方设置有第二微界面发生器，所述第一微界面发生器位于所述反应器内液面的下方，所述第二微界面发生器位于所述反应器内液面的上方；所述第二微界面发生器底部设置有扩散管，所述扩散管底部与所述第一微界面发生器相连；所述反应器一侧设置有物料循环管路，所述物料循环管路进口与所述反应器侧壁相连，出口与所述第二微界面发生器相连；所述物料循环管路上设置有换热器。2.根据权利要求1所述的制备系统，其特征在于，所述第一微界面发生器上方设置有多层栅板，多层所述栅板交错设置且所述栅板位于所述反应器内液面的下方；所述物料循环管路的进口沿竖直方向位于多层所述栅板之间。3.根据权利要求2所述的制备系统，其特征在于，所述反应器侧壁设置有物料出口，所述物料出口沿竖直方向位于所述反应器内液面与所述栅板之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志炳，孙海宁，周政，张锋，李磊，孟为民，杨高东，杨国强，刘甲，
申请(专利权)人：南京延长反应技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：