[实用新型]一种用于有机物空气氧化反应的氮气循环反应装置

说明书

本实用新型公开了一种用于有机物空气氧化反应的氮气循环反应装置，该装置包括反应塔、气液分离塔、冷凝塔和配气箱；所述反应塔顶部设有气液分离塔，气液分离塔顶部设有冷凝塔，冷凝塔顶部通过管道与配气箱连接；配气箱通过管道与反应塔下部连接；冷凝塔与配气箱之间的管道上设有减压阀；配气箱与反应塔之间的管道上设有加压泵；所述配气箱设有空气入口和氧气入口。该装置通过设计合理的氮气循环来实现有机物氧化反应过程中有机原料回收，不但环保，而且减少原料损失，同时实现低能耗，降低成本，还提高了反应的控制能力，有利于工业化生产应用。

技术领域

本实用新型涉及一种有机合成反应装置，特别涉及一种用于有机物空气氧化反应，以提高原料利用率及降低能耗，增强反应控制能力的装置，属于石油化工技术领域。

背景技术

有机物空气氧化工艺是重要基础化学工业工艺。在工业上，有机物的氧化反应主要是利用廉价的空气作为氧化剂，在高温下进行气液两相反应。而现有有机物空气氧化工艺，例如环己烷空气氧化，甲苯空气氧化，二甲苯空气氧化等关系国计民生的氧化工艺，所采用的反应装置主要包括反应釜，在反应釜顶部设有气液分离塔和冷凝塔。在进行氧化反应过程中，空气从反应塔底部进入釜内，与釜内有机原料进行氧化反应，没有参与氧化反应的氮气以及残余氧气需要及时从反应塔顶部排放。而排放的高温气体还要夹带一定比例的反应底物和产物，这样，反应釜排出的高温气体实际上是氮气、氧气、反应物和产物的混合气，排出的高温混合气通过气液分离塔和冷凝塔，冷凝塔采用低温盐水强制冷凝可以使混合气中的大部分反应物和产物得以回收，但经冷凝和分离后排出的混合气仍然含有微量的有机物而无法达到直接排放的要求，需直接采用燃烧方式处理，不但能耗损失大，成本高。采用纯氧气或者富氧空气代替空气，可以减少排出气体的体积总量，但仍然无法避免微量有机物的排出，并且由于氧气与环己烷的混合气体在高温下容易爆炸而增加了反应的不安全性，因此现在在环己烷氧化工业中并没有采用纯氧作为氧化剂，而采用富氧或贫氧空气做氧源，则需要采用空气和氧气作为调制气(对于富氧)，或者采用空气和氮气作为调制气(对于贫氧)，而且贫氧和富氧调配需要两套独立的装置，操作比较复杂，成本高。

实用新型内容

针对现有技术中有机物空气氧化工艺中存在的上述技术问题，本实用新型的目的是在于提供一种利用氮气循环提高有机物空气氧化反应过程中原料利用率及降低能耗的装置，该装置通过设计合理的氮气循环来实现有机原料回收，不但环保，而且减少原料损失，同时实现低能耗，降低成本，还提高了反应的控制能力，有利于工业化生产应用。

为了实现上述技术目的，本实用新型提供了一种用于有机物空气氧化反应的氮气循环反应装置，包括反应塔、气液分离塔、冷凝塔和配气箱；所述反应塔顶部设有气液分离塔，气液分离塔顶部设有冷凝塔，冷凝塔顶部通过管道与配气箱连接；配气箱通过管道与反应塔下部连接。

优选的方案，冷凝塔与配气箱之间的管道上设有减压阀。减压阀主要用于控制反应釜内与循环体系中的压力平衡。

优选的方案，配气箱与反应塔之间的管道上设有加压泵。加压泵主要用于增压，保证反应釜内的压力稳定。

优选的方案，所述配气箱设有空气入口和氧气入口。空气入口和氧气入口主要用于调节进入循环体系的空气和氧气比例。

优选的方案，所述反应塔上部设有反应原料入口，底部设有反应物料出口。

优选的方案，所述反应塔包括鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔。反应塔适合采用现有技术中常见的气液反应塔或者气液固反应塔，特别是利用空气或氧气作为氧化剂的气液反应塔或者气液固反应塔，如鼓泡重力反应塔或搅拌反应塔。

优选的方案，所述冷凝塔为外循环水冷凝塔或空气冷凝塔。现有技术中为了增加冷凝效果，回收高温气体夹带的有机成分，一般采用强冷措施(如低温盐水强制冷凝)，工业设备要求高，成本高，且能耗高，而本实用新型采用氮气循环工艺后，可以直接采用常规的循环水或空气冷凝适当降温即可，很好地解决了现有强冷措施带来的技术问题。