超声波促进氧化反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及PTA和PIA氧化反应器技术领域，尤其涉及一种超声波促进氧化反应器,包括氧化反应器、恒定超声换能器和脉冲超声换能器、主机控制单元；氧化反应器上间隔排布有多个恒定超声换能器，恒定超声换能器的探头位于氧化反应器内部；氧化反应器的底部固定连接有进口端法兰，进口端法兰的进口端通过法兰连接有进料管，氧化反应器的顶部固定连接有出口端法兰，出口端法兰的出口端通过法兰连接有出料管，出料管和进料管上分别安装有脉冲超声换能器。氧化反应器内部系统的阻力降低，减少了泵的功耗，由于超声波引起“空化效应”，降低氧化反应温度、压力条件，减少主要原料和催化剂的损耗，实现缩短反应时间、提高反应产量目的。提高反应产量目的。提高反应产量目的。

【技术实现步骤摘要】
超声波促进氧化反应器


[0001]本技术涉及PTA和PIA氧化反应器
，尤其涉及一种超声波促进氧化反应器。

技术介绍

[0002]在PTA(对苯二甲酸)生产中，对二甲苯(PX)的氧化反应作为PTA生产中的关键部分，其工艺技术水平直接关系到产品PTA的产量、质量和收率，以及生产中的原料损耗。
[0003]由于PX在氧化反应器中反应效率受副反应的影响，一般只能达到95％左右，还有部分PX和中间产物没有完全最终氧化，造成了原料、催化剂浪费严重，收率低下，产品收率低，产品质量不佳，环境污染严重等问题。
[0004]我国PIA(精间苯二甲酸)市场需求量很大，且呈现快速增长趋势，因而PIA产能也高速增长；虽然这些企业采用工艺的专利商有所不同，但由于PIA生产产品本身的一些固有特性，各装置都存在一些共性问题。
[0005]通常的PIA生产工艺是以MX(间二甲苯)为原料，以醋酸锰和醋酸钴为催化剂，以溴化物为助催化剂在醋酸溶液中通人空气进行氧化反应生成IA(粗间苯二甲酸)，再将IA通过加氢反应除去其中所含杂质，最后制得高纯度PIA产品。
[0006]由于MX氧化反应在氧化反应器中进行，该反应在一定的温度和压力条件下产生，并伴有多种复杂副反应产生，最主要的副反应是MX与醋酸在反应系统中燃烧氧化而生成一氧化碳、二氧化碳和水；醋酸在氧化过程中产生醋酸甲酯。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种超声波促进氧化反应器。
[0008]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0009]超声波促进氧化反应器，包括氧化反应器、恒定超声换能器和脉冲超声换能器、主机控制单元；所述氧化反应器上间隔排布有多个恒定超声换能器，所述恒定超声换能器的探头位于所述氧化反应器内部；所述氧化反应器的底部固定连接有进口端法兰，所述进口端法兰的进口端通过法兰连接有进料管，所述氧化反应器的顶部固定连接有出口端法兰，所述出口端法兰的出口端通过法兰连接有出料管，所述出料管和所述进料管上分别安装有脉冲超声换能器。
[0010]优选的，所述主机控制单元连接与电源单元、显示单元、参数调测单元、Dcs集控单元连接，所述主机控制单元连接有功放模块，所述功放模块连接有匹配单元，所述匹配单元连接有换能单元，所述换能单元与氧化反应器连接。
[0011]优选的，各个恒定超声换能器沿环向绕所述氧化反应器等间隔排布，同一列的恒定超声换能器上下对齐。
[0012]优选的，各个恒定超声换能器螺旋环绕所述氧化反应器排布，沿氧化反应器的高
度方向相邻的两个恒定超声换能器上下错开。
[0013]本技术的有益效果是：
[0014]1、可使氧化反应器实现不带垢运行，对于工况极恶劣的也能起到明显的延缓作用；系统的阻力降低，减少泵的功耗。
[0015]2、利用超声波引起“空化效应”，来加速和控制化学反应，降低氧化反应温度、压力条件，减少主要原料和催化剂的损耗，实现缩短反应时间、提高反应产率。
[0016]3、各个恒定超声换能器螺旋环绕氧化反应器排布，超声波的发射点更加分散，作用范围更广，作用更加均匀。
附图说明
[0017]图1为本技术提出的超声波促进氧化反应器的实施例一结构示意图；
[0018]图2为本技术提出的超声波促进氧化反应器的实施例二结构示意图；
[0019]图3为本技术提出的超声波促进氧化反应器的系统原理图。
[0020]图中：1
‑
氧化反应器、2
‑
恒定超声换能器、3
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出口端法兰、4
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出料管、5
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进口端法兰、6
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进料管、7
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脉冲超声换能器。
具体实施方式
[0021]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]实施例一：参照图1、图3，超声波促进氧化反应器，包括氧化反应器1、恒定超声换能器2和脉冲超声换能器7、主机控制单元；
[0023]氧化反应器1上间隔排布有多个恒定超声换能器2，恒定超声换能器2的探头位于氧化反应器1内部。
[0024]各个恒定超声换能器2沿环向绕氧化反应器1等间隔排布，同一列的恒定超声换能器2上下对齐。安装排布较为方便。
[0025]氧化反应器1的底部固定连接有进口端法兰5，进口端法兰5的进口端通过法兰连接有进料管6，氧化反应器1的顶部固定连接有出口端法兰3，出口端法兰3的出口端通过法兰连接有出料管4，出料管4和进料管6上分别安装有脉冲超声换能器7。
[0026]主机控制单元连接与电源单元、显示单元、参数调测单元、Dcs集控单元连接，主机控制单元连接有功放模块，功放模块连接有匹配单元，匹配单元连接有换能单元，换能单元与氧化反应器1连接。
[0027]主控软件、参数调测控制软件、电/机转换控制软件根据各单位的工艺流程、工况、参数、介质等条件，在超声波—脉冲发生单元参数调测设定后，通过和微处理器和软件系统来实现对超声波辅助氧化反应系统物理效应的发生及强度的控制，产生功率一定的超声波—脉冲电信号，经磁致伸缩材料电/机能量转换模式，直接作用于氧化反应器1。
[0028]恒定超声换能器2功率较大，持续作用于氧化反应器1内的反应物，促进氧化反应。脉冲超声换能器7安装在进料管6和出料管4上，能够起到防垢、除垢的作用，防止物料堵塞进出口，并且也能够起到辅助促进反应的作用。
[0029]恒定超声换能器2和脉冲超声换能器7的磁致伸缩材料，采用以铁镓系材料为主体，添加微量稀土元素改性的磁致伸缩材料，具有比传统磁致伸缩材料更高的电声转换效率，更好的稳定性。
[0030]超声波的“高速微涡效应”和“剪切效应”，氧化反应器1的内壁及金属构件相对原料和生成物之间产生微位移，结晶体不能吸附于内壁及构件上，从而维持颗粒物悬浮。这样增加了反应器的有效工作容积，保证反应器在无垢条件下运行，极大提高反应器工作效率，同时减少反应装置的垢下腐蚀，延长装置的运行周期。
[0031]超声波“空化效应”产生的局部高温高压的微爆在反应器内部成千上万点同时产生完全穿透整个反应器液体空间，且丰富的气体溶解于液体中促进了在超声波激励下空化现象的发生，微观上的局部高温高压间接影响化学反应，可有效地降低化学反应所需的宏观条件温度、压力等。“空化效应”气泡崩溃时产生的高压一方面有利于高压气相中的反应，另一方面由于高压的存在而导致的冲击波和微射流在固—固、固—液体系中起到很好的冲击作用，导致分子间强烈的碰撞和聚焦，极大地提高了化学反应的速率，从而提高反应得率。
[0032]由于超声波强烈的空化作用，极大地冲击催化剂表面，使其保持强烈的活性，同时增加了其与反应物的接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超声波促进氧化反应器，其特征在于，包括氧化反应器(1)、恒定超声换能器(2)和脉冲超声换能器(7)、主机控制单元；所述氧化反应器(1)上间隔排布有多个恒定超声换能器(2)，所述恒定超声换能器(2)的探头位于所述氧化反应器(1)内部；所述氧化反应器(1)的底部固定连接有进口端法兰(5)，所述进口端法兰(5)的进口端通过法兰连接有进料管(6)，所述氧化反应器(1)的顶部固定连接有出口端法兰(3)，所述出口端法兰(3)的出口端通过法兰连接有出料管(4)，所述出料管(4)和所述进料管(6)上分别安装有脉冲超声换能器(7)。2.根据权利要求1所述的超声波促进氧化反应器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙赟硕，朱永杰，
申请(专利权)人：江苏安科环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：