[实用新型]偏三甲苯连续氧化反应设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种偏三甲苯连续氧化反应设备，尤其是一种偏三甲苯连续氧化工艺生产偏苯三甲酸的氧化反应设备，属于化工生产设备技术领域。

背景技术

偏苯三甲酸是一种重要的化工原料。据申请人了解，现有的偏三甲苯经氧化反应生成偏苯三甲酸的方法有间歇式与连续式两种。

间隙式采用的氧化反应设备通常为塔器鼓泡式反应器。此类反应器将空气从塔器的底部引入，从顶部流出。空气和反应物料通过自然接触产生氧化反应。其缺陷有：1)、空气和反应物料混合不均匀，空气分子表面触碰到物料可以产生氧化反应，接触不到则形成气泡窜从反应器顶部流出，因此反应效率不高，只适合于低产量的小口径塔器反应器；2)、每隔几小时需要重复进料、放料，升压升温、降压降温，因此设备的金属构件易产生疲劳，使用寿命短，维修频率高，安全系数不高，环保压力大；3)、能耗高，物料损失大，能量难以回收利用。

连续式采用的氧化反应设备将多台反应器(多个间隙式的氧化反应器)串联，分级逐步氧化，使偏三甲苯连续氧化成偏苯三甲酸。其典型结构可以参见申请号为200610086124.1的中国专利申请。此类设备明显的缺点是设备投资大，工艺流程长。尤其是，各台反应器之间的连接需要增加管道或输送设备，从而容易造成固体物料结壁、堵塞等问题，使得难以长时间正常运行；另外，多台反应器的运行控制较为复杂，工艺指标难以稳定控制，直接影响产品质量稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的缺点，提出一种具有较高收率的集成式一体化偏三甲苯连续氧化反应设备，从而使工艺路线简捷，产品质量稳定。

为了达到以上目的，本实用新型偏三甲苯连续氧化反应设备基本的技术方案为：包括塔罐状反应器釜体；所述釜体的上段装有搅拌装置，顶部具有气相出口；所述釜体的下段具有加热装置，底部具有出料口；所述釜体至少具有上、下分布的二级进料管；第一级进料管位于所述釜体上段，其下方装有第一级进气管；第二级进料管位于第一级进气管之下，其下方装有第二级进气管。

申请人在实践中通过反复试验得知，偏三甲苯氧化生成偏苯三甲酸的反应规律为一条逐渐下降的曲线，随着偏苯三甲酸的浓度提高，反应速度会逐渐减缓，当偏三甲苯氧化反应生成的偏苯三甲酸达到一定饱和浓度后，进一步的氧化反应将十分困难。因此在现有设备基础上，即使采取诸如搅拌、合理控制混合比、反应温度及添加催化剂等常规措施，最终偏苯三甲酸的收率通常很难超过80％。本实用新型的上述基本技术方案采用多级分层进料，使偏三甲苯氧化成偏苯三甲酸的反应分步逐级进行，当第一级反应生成的偏苯三甲酸含量因趋于饱和而抑制反应的进行时，下一级进料装置将输入新的反应物料，并相应输入所需的空气，不单因为反应液得到稀释可以继续氧化，而且由于加输入新的反应物料和空气，使得原先的反应速度得到提升，反应曲线出现了抬升变化，使余下的偏三甲苯得以继续转化为偏苯三甲酸，从而有效提高了偏苯三甲酸的收率。

本实用新型进一步的完善是，所述第二级进料管和第二级进气管之间的釜体内装有上下间隔、迂回分布的折流板，所述折流板上具有蜂窝状通气孔。这样，在第二级反应时，反应物料由上至下落在折流板上，而空气则由下至上流经折流板的通气孔，结果反应物料呈沸腾状，与空气充分混合接触，从而进一步提高了氧化效率。

本实用新型更进一步的完善是，所述釜体下段具有第三级进气管，所述釜体下段在第三级进气管之上装有导流筒，所述第三级进气管的出气孔位于所述导流筒的下端口范围内。这样，在反应的最终阶段，进一步输入的空气不仅保证了充足的氧气量，而且借助导流筒，使下落的反应物料受上升气流的冲击而迂回到釜体下段与导流筒之间的环状间隔中落下，从而在动态紊流过程中进一步氧化。

实践证明，本实用新型的反应设备采取了分级结构后，不仅因设备集成一体而使得工艺路线简捷，设备投资经济，彻底避免了采用输送管道导致的固体物料结壁、堵塞等问题，并且提高了偏苯三甲酸收率，因此具有显著的实质性特点和突出的进步。在此基础上增设的折流板、导流筒则均具有提高氧化效率的作用，从而使采用本实用新型最终的偏苯三甲酸收率可以达到95％。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1实施例折流板部分的结构示意图。

图4为图3折流板的俯视图。

图5为图1实施例导流筒部分的结构示意图。

图6为图1实施例加热结构示意图。

具体实施方式