优化的液相氧化制造技术

本发明专利技术涉及优化的液相氧化，公开了用于更有效和更经济地进行可氧化的化合物的液相氧化的优化方法和装置。该液相氧化在鼓泡塔反应器中进行，该反应器在相对低的温度下提供了高效的反应。当氧化的化合物为对－二甲苯且氧化反应的产物为粗制对苯二甲酸（ＣＴＡ）时，该ＣＴＡ产物可以通过相对于如果采用常规高温氧化方法来形成ＣＴＡ时可以采用的技术更经济的技术来纯化和分离。

【技术实现步骤摘要】
优化的柳氧化本申请是国际申请日为2005年8月29日、国际申请号为 PCT/US2005/030548、专利技术名称为优化的液相氣化的国际申^*、中国的中 国专利申请的分案申请.该中闺专利申请的申请号为200580037997, 7、专利技术名 称为优化的^N氣化.技辆域本专利技术*地涉及一种芳族^^的液^|^化|1/^方法。本专利技术的一方面涉及二絲芳族^tt^(例如对-二甲苯)的部分氣化来制4^制芳族4酸(例 ^制对笨二甲酌，粗制芳族J^mi^可以进行纯^分离.本专利技术的另一方面涉及提供更有^更经济的^目氣化方法的改进型鼓泡塔反应器，
技术介绍
^t现有商业方法中采用';MMMt^应，例如，';M目氧化目前经常用于眵 氣化为酸(例如丙醛氣化为丙勒，环己烷氣化为e^酸，和^斧径氣化为醇、 酸或二酸.在后一类(絲斧烃的氣化)中特别重要的商业氣化工艺为对-二甲苯 ';M目催化部分氣化为对P甲酸.对&甲^i一种具有多种应用的重^^物。对^甲酸的主要用途为生产糾g甲酸乙二醇酯(PET)的糾，PET为一种在全球范围内大量用于生产诸如瓶子、纤维和包装的产品的公知塑料.在典型的絲氧化方法中，^^对-二甲苯部分氧化为对仁甲酸，将餘 ^H^M^^N氣化剂物流引A^应器并JME反应器中形成多相^[介质，引A^器的絲i^lW流含有至少一种可氧化的有;M^(例如对-二甲苯)， 同时W目氣化刑物流含有衬氣.至少—分引A^器的衬氣作为气体溶 解到M介质的^M目中，由oH^C供^A^可获得的氣.如果多相U介质的，;^M)含有不;u^度的分子氧(例如，如果-^分^介质为缺氧的)时，不 期望的副反应可以产生杂质和/或预期的反应的速率方面可^b^.如M应介 质的W目含有太少可IL化的4t^时，^速率可能慢得不合需要，另外，如 ^g^介质的';M目含有过高浓度的可氣化的4e^物时，額外的不期望的副^ 可以产生杂质.备。提供M介质的^M^了M衬IU^解到^^介质的;^il中，在^ 介质的一目中絲浓度相对均匀的溶解氣，和在M介质的W目中絲浓度相 对均匀的可氧化的有徊b^物，例如连续^Nt反应器(CSTR).虽然CSTR可提供M介质的彻底^4f ， ^(a是CSTR 存在许多缺陷.例如，CSTR由于它们需要昂责的电动机、流体密鄉轴^传 动轴、和/或复杂的搅拌机理而具有相对高的投资成本，另外，传统CSTR的旋 桐口/或摆动^L件需要定期维护.与该维护相关联的劳动力和停车时间增加 了CSTR的IMt成本，但是，即使进行定期維护，CSTR中采用的^W系统也 容易出iP(bN^故陣，并皿^目对短的时间可能需要更换。鼓^^g^器提供了 CSTR和其它;^^型氧4tl^器的一种有吸引力 的替换方式.鼓泡塔反应器提供了M介质的搅拌，不需要昂责和不可靠的机 械设备.鼓泡塔反应器通常包括其中含有U介质的伸长的立i^应区.>^ 区中反应介质的撹拌主要通过上升穿it^应介质^目的气泡本身的浮力来提 供。相对于;^^拌型M器来说，这种在鼓^^A^器中提供的自身浮力搅拌駒氐了投#维护成本.另外，与鼓泡塔M，相关的，^^上不存^M多动^4。当在传统氣^^器(CSTR或鼓;&^)中进^5ft-二甲苯的餘部分氣化时， A^器中排出的产物通常为含有粗制对&甲酸(CTA)^r液的j^. CTA含 有相对高浓度的杂质(例如4-H^甲醛、对-甲苯甲酸、芴酮、和其它发色体)， 使得其不适宜作为生产PET的进杆.由此，通常^统氧/(仏应器中生成的CTA 进4t^化工艺，将CTA转化为适用于生产PET的纯/(t^笨二甲酸(PTA).一种用于将CTA转化为PTA的典型纯化方法，包括下列步骤(l)用水置换 含有CTA的41^母液，(2)加热CTA/水彩阡，以将CTA溶解于水中，(3)催化 氬化CTA/;K^液，由jH^杂质转化为更期望的和/或容易分离的化合物，(4)通 过多^^晶步J3^氩化的溶液中^tl^得的PTA，和(5)>^^〗#^体中分离结晶 的PTA,虽然有效，但是这錢统纯化方法可肯bl非常昂贵的.导致传统CTA纯 化方法的高礼^的各种因素包拾例如，m CTA溶醉于水所需的热能，氩化 所需的催化剂，氬化所需的氢气流，由于一些对苯二甲酸的氛化而导致的产率 (yield)损失，和多级结晶所需的多个容器.由此，期望提供可以无需热量m的溶解于水、象/f沐/或多级结晶就可以纯化的CTA产物.
技术实现思路
专利技术目的由此，本专利技术的目的是，提^种更有效的和更经济的'^目氧^^器和方法。本专利技术的另 一 目的是，提#^种用于对-二甲^M9^化部^^M乜为对P 甲酸的、更有效的和更经济的反应器和方法。本专利技术的仍另一目的是，提^-种鼓泡塔反应器，其M杂质形成较少的 組的柳IUt^。本专利技术的仍另一目的是，提^种用于制备糾^甲酸(PTA)的、更有效 的和更经济的系统，其通it^氣^-二甲苯制^a制对苯二甲酸(CTA)并且 1^将CTA純化为PTA.本专利技术的另 一 目的是，提^种用于氣Wt-二甲辆生产CTA产品的鼓泡 塔^器，其能够无需加^U^ CTA瞎于水、氩4ti^的CTA、和/或多步结 晶氢化的PTA iMi行纯化，应当指出的是，如所附权矛决求所限定的本专利技术的范围，并非局限于能够 实现所有上迷目的的方法或设备.而是，所要求的本专利技术的范围可以包含未实 现4^P或任意上述目的的多种系统.在阅读下列详细说明和附图的基础上，本 专利技术的其它目的^Ht吝对于^域技;^员来iJt^是容易显而易见的。专利技术M本专利技术的一个实施方案涉及一种方法，包括在一个或多个^MW拌的^ 器中包含的多相>^介质洗扭中氧化可氣化的一沐，其中该U介质包括具 有第一氣空时速率(氣-STR)的第一独立的(distinct)2(Wti^NMR,和具有第 二氧-STR的第1立的20Nil^HM^其中笫一氧-STR与第二氣-STR的比值为 至少约l. 5: 1.本专利技术的另一个实施方案涉及包括下列步骤的方法(a)将含有可氧 化的化合物的进料物流51入到第 一反应器的第 一反应区中，其中所迷第一 反应区具有最大直径(D)，其中第一反应区的至少一部分由第一反应器的 一个或多个直立側壁限定，其中至少约25重量％的可氣化的化合物在从直立側壁向内间隔至少0. 05D的位置进入该第一反应区；和(b)在一个或多个^器中包含的多相^介质中氧化至少 一部分可氧化的^t^,其中该^[介质的至少^分包含在该笫一^JI器中，其中该A^介质包括具 有第一氣空时速率(氣-STR)的第一独立的2W连续体伊和具有笫二氣-STR 的第Ji^立的2(Wi连续体织，其中第一氣-STR与笫二IL-STR的比值为至少约 1.5: 1,本专利技术的又一实施方案涉及的方法包含在分开的上游和下游氣^^应器中 包含的多相^介质液相中氣化可氧化的*物，其中该M介质的笫一郎分 包含在该上游反应器中，且该^介质的笫二部分包含在该下游反应器中，其 中该^^介质的第^分具有第一^^-平均-氣-STR且该^介质的第二部分 具有第二绍4均-氧-STR，其中第一絲4均-氧-STR与笫二料叶均-氣 -STR的比值为约2: l至约25: 1,本专利技术的又一实施方案涉及包括以下步骧的方法(a淋含有可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：　（ａ）将含有可氧化的化合物的进料物流引入到鼓泡塔反应器的反应区中；　（ｂ）将含有分子氧的氧化剂物流引入所述反应区中；和　（ｃ）氧化在初始氧化反应器的所述反应区中包含的多相反应介质液相中的至少一部分所述的 可氧化的化合物，其中所述氧化的进行方式使得当所述反应区在理论上被分成３０个等体积的水平片段时，Ｏ↓［２］－ｍａｘ水平片段在全部所述３０个水平片段中具有最大的氧浓度，Ｏ↓［２］－ｍｉｎ水平片段在位于所述Ｏ２－ｍａｘ水平片段上方的所有水平片段中具有最小氧浓度，其中所述氧浓度在所述反应介质的气相中基于时间平均和体积平均摩尔湿基进行测量，其中所述Ｏ↓［２］－ｍａｘ水平片段的氧浓度和所述Ｏ↓［２］－ｍｉｎ水平片段的氧浓度之比是至少大约２∶１。

【技术特征摘要】
US 2004-9-2 60/606866;US 2004-11-29 60/631356;US 21.一种方法，其包括(a)将含有可氧化的化合物的进料物流引入到鼓泡塔反应器的反应区中；(b)将含有分子氧的氧化剂物流引入所述反应区中；和(c)氧化在初始氧化反应器的所述反应区中包含的多相反应介质液相中的至少一部分所述的可氧化的化合物，其中所述氧化的进行方式使得当所述反应区在理论上被分成30个等体积的水平片段时，O2-max水平片段在全部所述30个水平片段中具有最大的氧浓度，O2-min水平片段在位于所述O2-max水平片段上方的所有水平片段中具有最小氧浓度，其中所述氧浓度在所述反应介质的气相中基于时间平均和体积平均摩尔湿基进行测量，其中所述O2-max水平片段的氧浓度和所述O2-min水平片段的氧浓度之比是至少大约2∶1。2. 权利要求1的方法，其中所迷02-max水平片段的氣浓度和所述 02-min水平片段的氣浓度之比是大约3: 1至大约15: 1.3. 权利要求1的方法，其中所述可氣化的化合物包括对-二甲苯，其 中所述氣化的进行方式使得当所述反应区在理论上被分成30个等体积的 水平片段时，pX-咖x水平片段在全部所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：AG万德斯，LR帕丁，WS施特拉泽，M德弗里德，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]