甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工設(shè)備，特別是涉及甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]苯甲酸是一種用途廣泛的化工產(chǎn)品。目前，工業(yè)上生產(chǎn)苯甲酸大多采用甲苯液相空氣氧化法，該法是將甲苯、催化劑和空氣通入反應(yīng)器，在一定的反應(yīng)溫度和操作壓力下發(fā)生的放熱反應(yīng)。催化劑是重金屬鈷、錳鹽，對水和反應(yīng)溫度敏感，水分高和溫度低時反應(yīng)容易終止，空氣中的氧與物料要有充分接觸才能反應(yīng)完全。
[0003]因此，國內(nèi)目前的甲苯氧化反應(yīng)器在擴大單臺設(shè)備生產(chǎn)能力時，多會遇到反應(yīng)熱難移出、催化劑消耗大、氧利用率低等問題。最大單臺氧化塔為高18.5米，直徑1.5米，生產(chǎn)能力7000噸苯甲酸/年。
[0004]CN102861542A公開了一種萬噸級苯甲酸生產(chǎn)中的甲苯氧化塔，氧化反應(yīng)塔高8?10米，直徑4~5米，外配氧化液循環(huán)栗和水冷卻器。通過冷卻外循環(huán)氧化液來移出反應(yīng)熱。該裝置能有效移出反應(yīng)熱，單臺設(shè)備苯甲酸生產(chǎn)能力也可達一萬噸，但是反應(yīng)熱沒有得到回收利用，反應(yīng)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對【背景技術(shù)】中存在的問題，提供一種能有效回收利用反應(yīng)熱，反應(yīng)效率高的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置。
[0006]—種甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，包括填料塔、鼓泡反應(yīng)塔、循環(huán)栗和蒸汽發(fā)生器，所述填料塔設(shè)置在所述鼓泡反應(yīng)塔的上方，所述鼓泡反應(yīng)塔的底部、循環(huán)栗、蒸汽發(fā)生器和所述鼓泡反應(yīng)塔靠近頂部的一側(cè)通過管線依次連通，所述鼓泡反應(yīng)塔外設(shè)有夾套，所述鼓泡反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)有盤管和氣體分布器。
[0007]在其中一個實施例中，所述盤管設(shè)置在所述鼓泡反應(yīng)塔內(nèi)的中部位置，所述氣體分布器設(shè)置在所述鼓泡反應(yīng)塔內(nèi)靠近底部的一端。
[0008]在其中一個實施例中，所述氣體分布器的開口向下。
[0009]在其中一個實施例中，所述填料塔的頂部設(shè)有氣體出口。
[0010]在其中一個實施例中，所述填料塔靠近頂部的一側(cè)設(shè)有進料口。
[0011]在其中一個實施例中，所述鼓泡反應(yīng)塔的底部與所述循環(huán)栗之間的管線上設(shè)有出料口。
[0012]上述甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，甲苯和催化劑從填料塔的頂部加入，空氣由氣體分布器加入，甲苯和空氣中的氧在催化劑作用下反應(yīng)，形成尾氣和含有苯甲酸等氧化產(chǎn)物的氧化液并放出大量熱，空氣中的氮氣夾帶水和部分甲苯形成尾氣，上升到填料塔，與從填料塔頂部加入的甲苯和催化劑進行熱交換和物質(zhì)傳遞，尾氣溫度降低，其中部分甲苯返回氧化塔，最后，尾氣從填料塔頂離開。夾套、盤管和蒸汽發(fā)生器中加入軟水，伴隨大量反應(yīng)熱的氧化液與夾套、盤管和蒸汽發(fā)生器中的軟水進行熱交換，移出反應(yīng)熱，產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可以回收利用。
[0013]此外，氣體分布器設(shè)置在鼓泡反應(yīng)塔內(nèi)靠近底部的一端，且開口向下，空氣從氣體分布器向下的開口進入鼓泡反應(yīng)塔，到塔底后再緩慢上升，空氣在反應(yīng)液中的停留時間延長，提高了反應(yīng)效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為一實施方式的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0016]請參閱圖1，一實施方式的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，包括填料塔1、鼓泡反應(yīng)塔20、循環(huán)栗30和蒸汽發(fā)生器40。
[0017]其中，填料塔10設(shè)置在鼓泡反應(yīng)塔20的上方，鼓泡反應(yīng)塔20的底部、循環(huán)栗30、蒸汽發(fā)生器40和所述鼓泡反應(yīng)塔20靠近頂部的一側(cè)通過管線100依次連通。
[0018]在本實施方式中，填料塔10的理論塔板數(shù)為12?20。
[0019]鼓泡反應(yīng)塔20外設(shè)有夾套22ο鼓泡反應(yīng)塔20內(nèi)設(shè)有盤管24和氣體分布器26。
[°02°]在本實施方式中，盤管24設(shè)置在鼓泡反應(yīng)塔20內(nèi)的中部位置。氣體分布器26設(shè)置在鼓泡反應(yīng)塔20內(nèi)靠近底部的一端。
[0021]優(yōu)選的，氣體分布器26的開口向下。
[0022]填料塔10的頂部設(shè)有氣體出口110。填料塔10靠近頂部的一側(cè)設(shè)有進料口 112。
[0023]鼓泡反應(yīng)塔20的底部與循環(huán)栗30之間的管線100上設(shè)有出料口102。
[0024]甲苯、催化劑從進料口112進入填料塔10，再向下進入鼓泡反應(yīng)塔20，空氣從氣體分布器26向下的開口進入鼓泡反應(yīng)塔20，到塔底后再緩慢上升，空氣在鼓泡反應(yīng)塔20內(nèi)的停留時間延長，提高了反應(yīng)效率。甲苯、催化劑和空氣在鼓泡反應(yīng)塔20內(nèi)充分接觸，形成尾氣和含有苯甲酸等氧化產(chǎn)物的氧化液并放出大量熱。尾氣上升到填料塔10，使進料甲苯由常溫升到140°C以上，將甲苯中含有的少量水帶走，使得反應(yīng)更容易進行，降低催化劑的消耗。
[0025]此外，尾氣的溫度從155°0165°C下降到100°C左右，減少了后續(xù)處理尾氣時的冷凝、冷卻負荷。
[0026]少部分氧化液從出料口102采出，大部分氧化液從鼓泡反應(yīng)塔20的底部通過循環(huán)栗30和蒸汽發(fā)生器40中的軟水熱交換后，從鼓泡反應(yīng)塔20靠近頂部的一側(cè)返回，使得大量反應(yīng)熱被留在鼓泡反應(yīng)塔20內(nèi)，與夾套22和盤管24內(nèi)的軟水進行熱交換，產(chǎn)生更多的蒸汽。
[0027]以下為具體實施例。
[0028]實施例1 甲苯以5800kg/h的速度、催化劑苯甲酸鈷以15kg/h的速度從進料口進入填料塔，再向下進入鼓泡反應(yīng)塔，空氣以11OOONm3/h的速度從氣體分布器向下的開口進入鼓泡反應(yīng)塔，甲苯和空氣在催化劑作用下連續(xù)反應(yīng)，可年產(chǎn)苯甲酸成品5萬噸左右，蒸汽8.6萬噸左右。
[0029]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，其特征在于，包括填料塔、鼓泡反應(yīng)塔、循環(huán)栗和蒸汽發(fā)生器，所述填料塔設(shè)置在所述鼓泡反應(yīng)塔的上方，所述鼓泡反應(yīng)塔的底部、循環(huán)栗、蒸汽發(fā)生器和所述鼓泡反應(yīng)塔靠近頂部的一側(cè)通過管線依次連通，所述鼓泡反應(yīng)塔外設(shè)有夾套，所述鼓泡反應(yīng)塔內(nèi)設(shè)有盤管和氣體分布器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述盤管設(shè)置在所述鼓泡反應(yīng)塔內(nèi)的中部位置，所述氣體分布器設(shè)置在所述鼓泡反應(yīng)塔內(nèi)靠近底部的一端。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述氣體分布器的開口向下。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述填料塔的頂部設(shè)有氣體出口。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述填料塔靠近頂部的一側(cè)設(shè)有進料口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述鼓泡反應(yīng)塔的底部與所述循環(huán)栗之間的管線上設(shè)有出料口。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種甲苯液相空氣氧化法連續(xù)生產(chǎn)苯甲酸的反應(yīng)裝置，包括填料塔、鼓泡反應(yīng)塔、循環(huán)泵和蒸汽發(fā)生器，填料塔設(shè)置在鼓泡反應(yīng)塔的上方，鼓泡反應(yīng)塔的底部、循環(huán)泵、蒸汽發(fā)生器和鼓泡反應(yīng)塔靠近頂部的一側(cè)通過管線依次連通，鼓泡反應(yīng)塔外設(shè)有夾套、內(nèi)設(shè)有盤管和氣體分布器。上述反應(yīng)裝置，甲苯和催化劑從填料塔的頂部加入，空氣由氣體分布器加入，甲苯和空氣中的氧在催化劑作用下反應(yīng)，形成尾氣和伴隨大量反應(yīng)熱的氧化液，夾套、盤管和蒸汽發(fā)生器中加入軟水，伴隨大量反應(yīng)熱的氧化液與夾套、盤管和蒸汽發(fā)生器中的軟水進行熱交換，移出反應(yīng)熱，產(chǎn)生蒸汽，蒸汽可以回收利用。
【IPC分類】C07C63/06, C07C51/265, B01J10/00, B01J19/00
【公開號】CN105617959
【申請?zhí)枴緾N201610025597
【發(fā)明人】倪杰, 趙立群, 周宇, 章景偉, 易超
【申請人】湖南弘潤化工科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月15日