[发明专利]芳族羧酸的连续生产方法

说明书

本发明涉及改进的芳族羧酸连续生产的方法，该方法是通过在氧化催化剂或催化剂体系的存在下，用分子氧使烷基芳族化合物液相氧化。更具体地讲，本发明涉及在带有阻止反应器内的液体和/或固体组分随废气夹带走的装置的塔式反应器中进行的这样一些方法。

烷基芳族化合物转化成芳族羧酸的反应是一个高度放热反应，它通常在开口的密切混合的塔式反应容器内进行。氧化过程包括;往反应器内分别或以混合状态连续通入烷基芳族化合物、新鲜和/或循环溶剂以及催化剂，同时也通入含有分子氧的气体，含氧气体通常是在塔底或接近塔底的部位通入。生成的芳族羧酸少量地溶解在过程的溶剂中，其连续的除去是通过位于或接近反应器底部的较低的出口，以在溶剂中的淤浆状态排出，溶剂中同时含有溶解的催化剂组分。在分离出芳族羧酸产物之后，溶剂再返回到反应器。

耗尽了氧的气体，例如含有最多大约9%体积氧的气体，与少量的溶剂分解产物一起，经由一个装在或接近反应器顶部的上部出口被排出去。反应热是由上部出口通过工艺用溶剂的蒸发被除去。从反应器废气带出的溶剂用一个或多个冷凝器冷凝下来。一部分冷凝下来的溶剂送到除水步骤以除去由生产系统生成的反应水，然后把脱水溶剂循环回反应器。其它部分的冷凝物直接返回到反应容器。

含有分子氧的气体连续地从塔式反应器的底部或接近底部送入反应器。这种气体通过反应器内的液体而上升，它强有力地搅动着反应混合物，并造成了烷基芳族化合物和含有溶解的催化剂或催化剂组分的溶剂间的充分接触。

前面所说的生产体系可用以制造芳族羧酸，它的单位反应器体积产率是很高的。这种生产体系存在的一个问题就是固体，包括溶解在夹带的过程溶剂中的固体物，以及未反应的芳族化合物在从反应器顶部或接近顶部处被排出的废气中被夹带走。这些被夹带出的固体物的沉积可以造成尾气输送管线内的结块或堵塞。被夹带出的固体物通过管线和冷凝液的除水设备进入冷凝器后也能使冷凝器污染甚至堵塞。为了避免所提到的工艺设备被所夹带的固体物污染和堵塞，就必须在强烈起泡或产生泡沫的气-液反应混合物的上方，也就是在气-液混合物表面和上部出口之间保持一个相当大的空间。显然，保持这么大的空间必然限制这种工艺的使用和反应器的生产效率。

本发明提供了一种克服上述问题的方法，同时允许在反应器内使用较高的气-液反应介质的液位，这种效益和其它优点的取得是通过在塔式反应器中进行烷基芳族化合物的氧化时喷入溶剂的回流混合物来达到的，即喷入为除去反应热所蒸发的冷凝溶剂，喷入是从装在上部出口和气-液反应混合物之间的一个或多个喷嘴来进行的。当出口是在反应器顶部时，并且喷雾装置装在接近相同的高度，例如在距出口70cm以内时，则反应器可以用反应混合物充填至大约95%的体积。我们的发明也减少了排气中溴和含溴化合物的量，因而大大减少了管道、冷凝器和脱水设备以及用于运送和处理尾气的设备的腐蚀。上面谈到的工艺的另一个优点是大大减少了必须在脱水系统中进行处理的含水脂肪酸溶剂的量。

因此，我们的发明提供了一种连续生产芳族羧酸的方法，这种方法是在一个加压氧化反应器中，通过在氧化催化剂和含水的C₂到C₆脂肪族一元羧酸反应介质的存在下使烷基芳族化合物与含氧气体进行液相放热氧化反应来完成的，该方法包括以下几步：

（1）将烷基芳族化合物、其中溶有氧化催化剂的含水一元羧酸反应介质和空气连续送入反应器;

（2）从反应器的下部连续排出含有芳族羧酸和其中溶有氧化催化剂的含水一元羧酸反应介质的氧化产物;

（3）从反应器上部连续排出已耗尽氧的气体和汽化的含水一元羧酸反应介质;

（4）把从第（3）步出来的含水一元羧酸反应介质物流冷凝;

（5）把第（4）步得到的冷凝后的含水一元羧酸反应介质的至少一部分以喷雾的方式返喷回反应器，喷入的位置应在反应器所含的气-液内容物的顶部和第（3）步的物流排出口之间。

附图是一个工艺流程图，它描述了实施本发明方法原理的系统。

虽然本发明可以以各种形式的实施方案实施，但是附图以及下文的详细描述仅是对本发明的优选的实施方案的描述。然而，本文所公开的应该认为是对本发明举例说明，本发明并不受所披露的具有实施方案的限制。