[发明专利]PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统及工艺

说明书

本发明提供了一种PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统及工艺，该系统包括：反应器和设置在所述反应器内部的微界面机组；其中，所述反应器包括外壳、同心设置在所述外壳内部的内筒以及部分设置在所述外壳外部的循环换热装置，所述内筒的底端封闭的连接在所述外壳的内底面上、顶端开放，所述外壳与所述内筒之间的区域为第一反应区，所述内筒内部自上向下依次为第二反应区和第三反应区，所述循环换热装置分别与所述内筒和所述微界面机组相连。本发明有效地解决了现有的PX生产PTA过程中反应溶剂醋酸在高温高压下被大量浪费，同时不能及时地取出产品TA的问题，进而大大地降低了能耗、节省了醋酸溶剂、提升了反应效率。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统及工艺。

背景技术

PX(对二甲苯)生产TA(对苯二甲酸)的氧化反应过程非常复杂，主要包括4个步骤，即对二甲苯(PX)→对甲基苯甲醛(TALD)→对甲基苯甲酸(p-TA)→对羧基苯甲醛(4-CBA)→对苯二甲酸(TA)，此反应过程中的4个氧化反应是串联反应，其一般以醋酸为溶剂，以醋酸钴、醋酸锰和氢溴酸(或四溴甲烷)为催化剂。

目前，现有的PTA生产技术中，氧化反应过程中的4个主要步骤均在同一个反应器内进行，尽管上述4个步骤的反应速率常数相差十几倍，但是却采用混合反应工艺，没有针对不同反应给予不同条件，反应溶剂醋酸在高温高压下被大量浪费，同时不能及时地取出产品TA，因此能耗高、醋酸消耗量大、反应效率低。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统及工艺，旨在解决现有的PX生产PTA过程中反应溶剂醋酸在高温高压下被大量浪费，同时不能及时地取出产品TA的问题。

一个方面，本发明提出了一种PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统，包括：反应器和设置在所述反应器内部的微界面机组；其中，

所述反应器包括外壳、同心设置在所述外壳内部的内筒以及部分设置在所述外壳外部的循环换热装置，所述内筒的底端封闭的连接在所述外壳的内底面上、顶端开放，所述外壳与所述内筒之间的区域为第一反应区，所述内筒内部自上向下依次为第二反应区和第三反应区，所述循环换热装置分别与所述内筒和所述微界面机组相连；

所述微界面机组包括第一微界面发生器和第二微界面发生器，所述第一微界面发生器分别设置在所述第一反应区、第二反应区和第三反应区的底部、用以将作为反应原料的空气破碎为直径大于等于1μm、小于1mm的微气泡，所述第二微界面发生器设置在所述第二反应区的上端、并与设置在第二反应区底部的第一微界面发生器相对、用以在所述循环换热装置输送的所述第二反应区内部反应液的动力作用下将汇集在所述反应器顶部的未被反应的空气卷吸进其内部破碎为所述微气泡。

进一步地，上述PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统中，所述第一反应区为进行对二甲苯转化为对甲基苯甲醛、对甲基苯甲醛转化为对甲基苯甲酸的反应区，所述第二反应区为所述对甲基苯甲酸转化为对羧基苯甲醛的反应区，所述第三反应区为所述对羧基苯甲醛转化为对苯二甲酸的反应区。

进一步地，上述PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统中，所述内筒的高度为所述外壳高度的4/5。

进一步地，上述PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统中，所述第一反应区的体积占所述反应器内总反应体积的45％。

进一步地，上述PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统中，所述第二反应区的体积占所述反应器内总反应体积的53.5％。

进一步地，上述PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统中，所述第三反应区的体积占所述反应器内总反应体积的1.5％。

进一步地，上述PX生产PTA的内置微界面机组强化反应系统中，所述第一微界面发生器为气动式，所述第二微界面发生器为液动式。