專利名稱：一種基于空氣氧化的氣液相氧化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工生產(chǎn)中使用空氣作為氧化氣的氣液相氧化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
以空氣作為氧化氣的氣液氧化反應(yīng)是制備含氧有機(jī)化合物的重要方法。目前化工生產(chǎn)中使用空氣作為氧化氣的氣液氧化反應(yīng)器通常是采用外部帶有冷凝器的攪拌反應(yīng)釜或者鼓泡反應(yīng)釜在較高的溫度和壓力下進(jìn)行?？諝庵泻繛?9%的惰性氮?dú)馔ㄟ^從反應(yīng)體系高速流入外部冷卻器而脫離反應(yīng)系統(tǒng)，而反應(yīng)混合液體從反應(yīng)器中上部溢流排出。目前的空氣氣液相氧化反應(yīng)器系統(tǒng)存在三個(gè)問題。一方面，當(dāng)?shù)獨(dú)鈴姆磻?yīng)體系高速流入外部冷卻器時(shí)，大量有機(jī)反應(yīng)物也會(huì)與氮?dú)庖黄鹆魅胪獠坷鋮s器并通過熱交換后流回反應(yīng)體系。 該過程會(huì)造成系統(tǒng)能量的不必要損失。另一方面，很多氧化產(chǎn)物容易升華，它們也會(huì)隨著氮?dú)獾母咚倭鲃?dòng)而進(jìn)入外部冷卻器。在冷卻器經(jīng)換熱后，這些升華的氧化產(chǎn)物變成固體造成設(shè)備的管路堵塞。另外，由于反應(yīng)混合液體從反應(yīng)器中上部溢流排出，很多比重大的有機(jī)氧化產(chǎn)物以懸浮形式存在于反應(yīng)體系中，容易在氧化反應(yīng)器底部積累并進(jìn)一步炭化。目前化學(xué)工業(yè)上是在反應(yīng)器本體外部通過反應(yīng)物(或者空氣)與系統(tǒng)中導(dǎo)出的氮?dú)膺M(jìn)行熱交換而減少不必要的能量損失；通過加大設(shè)備管路的半徑而降低管路堵塞的風(fēng)險(xiǎn)；通過增加反應(yīng)溶劑將固體氧化產(chǎn)物溶解以減少固體氧化物質(zhì)在反應(yīng)器底部的積累。但是上述方法會(huì)增加設(shè)備投入和生產(chǎn)成本，且效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可防止管路堵塞、減少設(shè)備的投入、降低成本、降低能耗、提高生產(chǎn)效率的空氣氧化氣液相氧化反應(yīng)器。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為包括攪拌式或鼓泡式反應(yīng)器本體，其在反應(yīng)器上部的氣相區(qū)設(shè)有與氣相區(qū)反應(yīng)氣進(jìn)行熱交換的盤型冷卻系統(tǒng)；所述盤型冷卻系統(tǒng)由上下兩組錯(cuò)位重疊的盤型冷凝管串聯(lián)而成；盤型冷卻系統(tǒng)與反應(yīng)器本體上部的冷卻進(jìn)口和出口連接；物料導(dǎo)入口、反應(yīng)氣導(dǎo)出口、回流液導(dǎo)入口和空氣導(dǎo)入口設(shè)在反應(yīng)器本體的上部；在反應(yīng)器下部的液相區(qū)設(shè)有氣體分布器，所述空氣導(dǎo)入口與氣體分布器連通， 使氣體物料從底部流入，從頂部流出；液體反應(yīng)物料導(dǎo)出口設(shè)在反應(yīng)器本體的下部。所述盤型冷卻系統(tǒng)設(shè)在反應(yīng)氣(氮?dú)?導(dǎo)出口附近。所述盤型冷凝管之間的管距小于或者等于盤型冷凝管徑的1/2。所述上下兩組盤型冷凝管之間的距離與盤型冷凝管徑的比值為1 :1 1 :2。所述盤型冷卻系統(tǒng)的下部安裝有一塊圓形擋板；該擋板分別與反應(yīng)器本體內(nèi)壁和盤型冷卻系統(tǒng)下層外壁緊固連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明在反應(yīng)器內(nèi)部的上部區(qū)域設(shè)有盤型冷卻系統(tǒng)，將目前化學(xué)工業(yè)中在反應(yīng)器外部進(jìn)行的反應(yīng)氣熱交換過程和易升華物質(zhì)的升華-結(jié)晶平衡過程移到了反應(yīng)器內(nèi)部完成。這種盤型冷卻系統(tǒng)可以調(diào)劑和穩(wěn)定反應(yīng)系統(tǒng)溫度；降低進(jìn)入氮?dú)獬隹诘姆磻?yīng)氣溫度；可顯著提高氧化反應(yīng)效率；減少高速流動(dòng)氮?dú)庵懈綆У囊后w物料量； 避免易升華物質(zhì)隨高速流動(dòng)氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)獬隹谶M(jìn)入反應(yīng)器外部；減少熱交換造成的系統(tǒng)能量損耗；(2)該反應(yīng)器通過氣體分布器使氣體物料從底部流入，從頂部流出，液體物料從頂部流入，從底部流出的物料流動(dòng)方式，這種流動(dòng)方式有利于氣液物料的混合，大大降低反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)混合物黏度，減少比重大的過氧化物質(zhì)在反應(yīng)器底部的聚集和炭化，同時(shí)減少外部管路的堵塞。也有利于減少固體氧化產(chǎn)物在反應(yīng)器底部的積累，避免反應(yīng)溶劑的使用，提高生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。(3)設(shè)計(jì)的兩組盤型冷凝管之間的距離及與盤型冷凝管徑的比值為1:1 1 :2，和盤型冷凝管之間的管距小于或者等于盤型冷凝管徑的1/2。這種設(shè)計(jì)有利于提高反應(yīng)氣熱交換效率和加速升華物質(zhì)的結(jié)晶速率；(4)在盤型冷卻系統(tǒng)的下部安裝有一塊圓形擋板；這種設(shè)計(jì)能大大減少從氮?dú)鈱?dǎo)出口導(dǎo)出氣體中未進(jìn)行熱交換反應(yīng)氣的比例，提高反應(yīng)氣熱交換效率，反應(yīng)器節(jié)能達(dá)15%以上。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1上部的剖視圖3為圖1中A-A剖視圖； 圖4為圖1中B-B剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1 參見附圖
本實(shí)施例為攪拌式反應(yīng)器本體1 ；在反應(yīng)器本體上部設(shè)有液體物料導(dǎo)入口 2，反應(yīng)氣 (氮?dú)?導(dǎo)出口 3，回流液導(dǎo)入口 4，空氣導(dǎo)入口 6，在反應(yīng)器本體下部設(shè)有液體反應(yīng)物料導(dǎo)出口 7。在反應(yīng)器內(nèi)部的下部的液相區(qū)設(shè)有能使空氣和液體物料有效混合的氣體分布器8 ；氣體分布器與空氣導(dǎo)入口 6連接；還設(shè)有檢修人進(jìn)出口 10。在反應(yīng)器內(nèi)上部的氣相區(qū)設(shè)有盤型冷卻系統(tǒng)，所述盤型冷卻系統(tǒng)由上下兩組錯(cuò)位重疊的盤型冷凝管9-1和9-2串聯(lián)而成。盤型冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)進(jìn)口 5-1和出口 5-2設(shè)在反應(yīng)器本體上部。雙層盤型冷凝管之間的距離d與盤型冷凝管徑dl或者d2的比值為1 1 1 :2。盤型冷凝管之間的管距小于或者等于盤型冷凝管徑的1/2。以上設(shè)計(jì)有利于提高反應(yīng)氣熱交換效率和加速升華物質(zhì)的結(jié)晶速率。在盤型冷卻系統(tǒng)的下部安裝一塊圓形擋板11。該擋板分別與反應(yīng)器本體內(nèi)壁和盤型冷卻系統(tǒng)的下層外壁緊固連接。這種設(shè)計(jì)能大大減少從氮?dú)鈱?dǎo)出口導(dǎo)出氣體中未進(jìn)行熱交換反應(yīng)氣的比例，提高反應(yīng)氣熱交換效率。空氣從反應(yīng)器本體底部的空氣導(dǎo)入口 6導(dǎo)入，而液態(tài)反應(yīng)原料從反應(yīng)器本體上部的液體物料導(dǎo)入口 2導(dǎo)入，空氣與液態(tài)原料呈對(duì)流狀態(tài)，有利于增加空氣與原料的充分接觸，提高反應(yīng)效率。而反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)器本體下部的液體反應(yīng)物料導(dǎo)出口 7，大大降低反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)混合物黏度，減少比重大的過氧化物質(zhì)在反應(yīng)器底部的聚集和碳化，同時(shí)減少外部管路的堵塞。
權(quán)利要求
1.一種基于空氣氧化的氣液相氧化反應(yīng)器，包括攪拌式或鼓泡式反應(yīng)器本體，其特征在于，在反應(yīng)器上部的氣相區(qū)設(shè)有與氣相區(qū)反應(yīng)氣進(jìn)行熱交換的盤型冷卻系統(tǒng)；所述盤型冷卻系統(tǒng)由上下兩組錯(cuò)位重疊的盤型冷凝管串聯(lián)而成；盤型冷卻系統(tǒng)與反應(yīng)器本體上部的冷卻進(jìn)口和出口連接；物料導(dǎo)入口、反應(yīng)氣導(dǎo)出口、回流液導(dǎo)入口和空氣導(dǎo)入口設(shè)在反應(yīng)器本體的上部；在反應(yīng)器內(nèi)下部的液相區(qū)設(shè)有氣體分布器，所述空氣導(dǎo)入口與氣體分布器連通，使氣體物料從底部流入，從頂部流出；液體反應(yīng)物料導(dǎo)出口設(shè)在反應(yīng)器本體的下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣氧化的氣液相氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述盤型冷卻系統(tǒng)設(shè)在反應(yīng)氣導(dǎo)出口附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣氧化的氣液相氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述盤型冷凝管之間的管距小于或者等于盤型冷凝管徑的1/2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣氧化的氣液相氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述上下兩組盤型冷凝管之間的距離與盤型冷凝管徑的比值為1 :1 1 :2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空氣氧化的氣液相氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述盤型冷卻系統(tǒng)的下部安裝有一塊圓形擋板；該擋板分別與反應(yīng)器本體內(nèi)壁和盤型冷卻系統(tǒng)下層外壁緊固連接。
全文摘要
一種基于空氣氧化的氣液相氧化反應(yīng)器，包括攪拌式或鼓泡式反應(yīng)器本體，其特征在于，在反應(yīng)器上部的氣相區(qū)設(shè)有與氣相區(qū)反應(yīng)氣進(jìn)行熱交換的盤型冷卻系統(tǒng)；所述盤型冷卻系統(tǒng)由上下兩組錯(cuò)位重疊的盤型冷凝管串聯(lián)而成；盤型冷卻系統(tǒng)與反應(yīng)器本體上部的冷卻進(jìn)口和出口連接；物料導(dǎo)入口、反應(yīng)氣導(dǎo)出口、回流液導(dǎo)入口和空氣導(dǎo)入口設(shè)在反應(yīng)器本體的上部；在反應(yīng)器下部的液相區(qū)設(shè)有氣體分布器，空氣導(dǎo)入口與氣體分布器連通，使氣體物料從底部流入，從頂部流出；液體反應(yīng)物料導(dǎo)出口設(shè)在反應(yīng)器本體的下部。本發(fā)明可防止管路堵塞、減少設(shè)備的投入、降低成本、降低能耗、提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B01J10/00GK102294206SQ201110237678
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者羅偉平, 趙昭軍, 郭燦城 申請(qǐng)人:湖北振聲(集團(tuán))股份有限公司, 湖南大學(xué)