[发明专利]一种粗对苯二甲酸加氢精制的智能微界面反应系统及方法

说明书

一种粗对苯二甲酸加氢精制的智能微界面反应系统，包括：加氢反应器，所述加氢反应器内部设置有用于分散破碎氢气的氢气微界面发生器，所述加氢反应器并联设置有鼓泡塔式反应器，所述加氢反应器和所述鼓泡塔式反应器反应后的产物并联后依次进入结晶塔、离心分离器和干燥器，最终形成固体精制对苯二甲酸进入到收集罐；还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括检测模块、反馈模块和智能运算模块。本发明的智能微界面反应系统降低了加氢反应的温度、压力。

技术领域

本发明涉及粗对苯二甲酸的精制领域，具体而言，涉及一种粗对苯二甲酸加氢精制的智能微界面反应系统及方法。

背景技术

精对苯二甲酸生产工艺作为主流的对苯二甲酸(PTA)生产工艺，通常包括氧化工序和加氢处理工序，其生产过程如下：原料对二甲苯通过氧化工序得到的粗对苯二甲酸(CTA)经原料制备单元输送到加氢反应器，通过分配总管分布后和输送到加氢反应器内的压缩氢气在加氢反应器内液层上方的空间充分接触，达到溶解平衡后反应液体再流经反应液层和催化剂床层，并在催化剂床层发生加氢反应，催化剂床层通常由钯-碳催化剂堆积而成，粗对苯二甲酸(主要包含有对苯二甲酸(TA)、对羧基苯甲醛(4-CBA)和对甲基苯甲酸(P-T酸)，主要杂质对羧基苯甲醛(4-CBA)将发生加氢反应生成对甲基苯甲酸(P-T酸)。衡量加氢处理的效果通常是以相同的工艺条件下加氢处理后的反应产物中对羧基苯甲醛(4-CBA)含量作为指标，即反应产物中对羧基苯甲醛(4-CBA)含量越低，表明加氢处理效果越好。

通过对上述反应过程的研究，发现反应物(4-CBA,氢气和对甲基苯甲酸)中气相、液相主体在催化剂表面的内、外扩散速度是对羧基苯甲醛(4-CBA)加氢反应过程的控制步骤，如何增加气液相界面积，改善或强化反应物中气相、液相主体在催化剂表面的内、外扩散对于提高加氢处理效果非常重要。

目前粗对苯二甲酸加氢工艺主要为滴流床加氢工艺。传统的加氢工艺普遍存在以下问题：

(1)气液相界面积小、传质速率低。且氢气在溶液中分布不均匀，加氢效果差，催化剂损耗较大。

(2)滴流床加氢工艺反应压力较高(约8MPa)，装置投资费用、运行费用高，安全性下降。

此外，随着信息化的发展越来越快，智能化系统的应用也越来越广泛，况且通过采用人为控制的方式，很容易出错，而且人工成本也比较高。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种粗对苯二甲酸加氢精制的智能微界面反应系统，该反应系统基于微界面反应强化技术，以粗对苯二甲酸溶剂为连续相，通过微界面发生器将氢气高效破碎成微米级气泡，并分散到溶液中形成微界面体系，以数十倍地提高加氢反应器内的气液相界面积，大幅提高气相向反应液的传质速率及宏观加氢速率，进而可以降低原有的反应压力、反应温度和催化剂使用量，提高了反应效率；

同时，该智能反应系统可以实现对加氢反应器和鼓泡塔式反应器内部压力和温度的检测，并通过智能系统进行运算分析，并直接反馈给反应系统，调整反应时的温度和压力，该智能反应系统不需要人为控制，降低了出错率，降低了人力成本，制得广泛推广进行。

本发明的第二目的在于提供一种采用上述反应系统进行对苯二甲酸加氢精制的反应方法，反应得到的精对苯二甲酸纯度高、杂质含量低、应用广泛，提高了精对苯二甲酸本身的适用面，值得广泛推广应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种粗对苯二甲酸加氢精制的智能微界面反应系统，包括：加氢反应器，所述加氢反应器内部设置有用于分散破碎氢气的氢气微界面发生器；

所述加氢反应器的侧壁连通有粗对苯二甲酸管道和氢气进气管道，所述氢气进气管道穿过所述加氢反应器的侧壁通入所述氢气微界面发生器内部；