[发明专利]用于有效氧化烷基芳族化合物的方法和装置

权利要求书

1.一种通过将反应物进料到液体中进行化学反应的方法，所述方法包括以下步骤：

a)使用包括具有内壁和外壁的中空容器和位于所述中空容器中的搅拌部件的反应器，所述搅拌部件包括具有顶端和底端的旋转轴，所述旋转轴适合于安装实质上在顶端的最上部叶轮组和实质上在底端的最下部叶轮组，其中所述最上部和最下部叶轮组两者包含多个具有上缘和下缘的叶片；

b)确立液体进入所述反应器中至所述反应器中的水平以致于所述搅拌部件的所述最上部叶轮组实质上浸没在所述液体中；和

c)在位于恰好低于所述最上部叶轮组的区域的进料位置将反应物进料至所述液体中，所述区域为：

i)在垂直方向上由与所述轴垂直并通过最上部叶轮组叶片的约一半高度的线确定的上限和与所述轴垂直并位于从最上部叶轮组叶片的低端至所述最下部叶轮组叶片约1/3距离处低于所述最上部叶轮组叶片的下缘的线确定的下限所确定，从所述最上部叶轮组叶片的所述下缘向下测量；和

ii)在径向由位于从所述最上部叶轮组的尖端向所述反应器的内壁测量约0.1倍容器直径的外环线和位于从所述轴向所述最上部叶轮组叶片的叶轮外端测量的所述最上部叶轮组叶片的约2/3直径处的内环线所确定。

2.权利要求1的方法，所述方法还包括将气体在实质上接近所述反应器中最下部叶轮组的位置进料，和将催化剂加入到所述反应器中的步骤。

3.权利要求1的方法，其中所述化学反应为烷基芳族化合物氧化为芳族羧酸。

4.权利要求1的方法，其中所述反应物包括选自邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、1，2，4-三甲基苯、甲苯、乙基苯、1-甲酰基-4-甲基苯、1-羟基甲基-4-甲基苯和1-甲酰基-2，4-二甲基苯的烷基芳族化合物。

5.权利要求1的方法，其中所述液体包括乙酸或乙酸和水的混合物。

6.权利要求1的方法，其中液体与反应物的比例为3∶1至30∶1。

7.权利要求1的方法，其中液体与反应物的比例为3.5∶1至10∶1。

8.权利要求1的方法，其中液体与反应物的比例为4∶1至8∶1。

9.一种用于氧化烷基芳族化合物为芳族羧酸的反应器，所述反应器包括：

a)具有内壁的反应容器；

b)位于所述中空容器中的搅拌部件，所述搅拌部件包括具有顶端和底端的旋转轴，所述旋转轴适合于安装实质上在顶端的最上部叶轮组和实质上在底端的最下部叶轮组，其中所述最上部和最下部叶轮组两者包含多个具有上缘和下缘的叶片；

c)用于将反应混合物在所述反应器中的进料区域进料到所述反应器中的装置：

i)在垂直方向上由与所述轴垂直并通过最上部叶轮组叶片的约一半高度的线确定的上限和与所述轴垂直并位于从最上部叶轮组叶片的低端至所述最下部叶轮组叶片约1/3距离处低于所述最上部叶轮组叶片的下缘的线确定的下限所确定，从所述最上部叶轮组叶片的所述下缘向下测量；和

ii)在径向由从所述最上部叶轮组的尖端向所述反应器的内壁测量约0.1倍容器直径的外环线和位于从所述轴向所述最上部叶轮组叶片的叶轮外端测量的所述最上部叶轮组叶片的约2/3直径的内环线所确定；

d)用于在位于实质上接近最下部叶轮组的进料位点进料氧化剂的装置；和

e)用于在所述最下部叶轮组下面的位点的卸料点自所述反应器中提取固体产物的装置，其中所述用于进料所述反应混合物的装置实质上不与所述搅拌部件接触。

10.权利要求9的反应器，其中所述叶轮选自涡轮型、至少一个上部Rushton型或其组合。

11.权利要求9的氧化反应器，其中所述氧化剂为含有分子氧的气体。

12.权利要求9的反应器，其中所述反应器容器具有1∶1至1∶4的长径比。

13.权利要求9的反应器，所述反应器还包括2至8个连接于所述内壁的挡板。

14.权利要求9的反应器，其中叶轮直径与反应器直径的比例为0.4至0.7。