甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及化工設備，特別是涉及甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置。
【背景技術】
[0002]苯甲酸是一種用途廣泛的化工產品。目前，工業上生產苯甲酸大多采用甲苯液相空氣氧化法，該法是將甲苯、催化劑和空氣通入反應器，在一定的反應溫度和操作壓力下發生的放熱反應。催化劑是重金屬鈷、錳鹽，對水和反應溫度敏感，水分高和溫度低時反應容易終止，空氣中的氧與物料要有充分接觸才能反應完全。
[0003]因此，國內目前的甲苯氧化反應器在擴大單臺設備生產能力時，多會遇到反應熱難移出、催化劑消耗大、氧利用率低等問題。最大單臺氧化塔為高18.5米，直徑1.5米，生產能力7000噸苯甲酸/年。
[0004]CN102861542A公開了一種萬噸級苯甲酸生產中的甲苯氧化塔，氧化反應塔高8?10米，直徑4~5米，外配氧化液循環栗和水冷卻器。通過冷卻外循環氧化液來移出反應熱。該裝置能有效移出反應熱，單臺設備苯甲酸生產能力也可達一萬噸，但是反應熱沒有得到回收利用，反應效率低。
【發明內容】
[0005]基于此，有必要針對【背景技術】中存在的問題，提供一種能有效回收利用反應熱，反應效率高的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置。
[0006]—種甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，包括填料塔、鼓泡反應塔、循環栗和蒸汽發生器，所述填料塔設置在所述鼓泡反應塔的上方，所述鼓泡反應塔的底部、循環栗、蒸汽發生器和所述鼓泡反應塔靠近頂部的一側通過管線依次連通，所述鼓泡反應塔外設有夾套，所述鼓泡反應塔內設有盤管和氣體分布器。
[0007]在其中一個實施例中，所述盤管設置在所述鼓泡反應塔內的中部位置，所述氣體分布器設置在所述鼓泡反應塔內靠近底部的一端。
[0008]在其中一個實施例中，所述氣體分布器的開口向下。
[0009]在其中一個實施例中，所述填料塔的頂部設有氣體出口。
[0010]在其中一個實施例中，所述填料塔靠近頂部的一側設有進料口。
[0011]在其中一個實施例中，所述鼓泡反應塔的底部與所述循環栗之間的管線上設有出料口。
[0012]上述甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，甲苯和催化劑從填料塔的頂部加入，空氣由氣體分布器加入，甲苯和空氣中的氧在催化劑作用下反應，形成尾氣和含有苯甲酸等氧化產物的氧化液并放出大量熱，空氣中的氮氣夾帶水和部分甲苯形成尾氣，上升到填料塔，與從填料塔頂部加入的甲苯和催化劑進行熱交換和物質傳遞，尾氣溫度降低，其中部分甲苯返回氧化塔，最后，尾氣從填料塔頂離開。夾套、盤管和蒸汽發生器中加入軟水，伴隨大量反應熱的氧化液與夾套、盤管和蒸汽發生器中的軟水進行熱交換，移出反應熱，產生蒸汽，蒸汽可以回收利用。
[0013]此外，氣體分布器設置在鼓泡反應塔內靠近底部的一端，且開口向下，空氣從氣體分布器向下的開口進入鼓泡反應塔，到塔底后再緩慢上升，空氣在反應液中的停留時間延長，提高了反應效率。
【附圖說明】
[0014]圖1為一實施方式的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。
[0016]請參閱圖1，一實施方式的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，包括填料塔1、鼓泡反應塔20、循環栗30和蒸汽發生器40。
[0017]其中，填料塔10設置在鼓泡反應塔20的上方，鼓泡反應塔20的底部、循環栗30、蒸汽發生器40和所述鼓泡反應塔20靠近頂部的一側通過管線100依次連通。
[0018]在本實施方式中，填料塔10的理論塔板數為12?20。
[0019]鼓泡反應塔20外設有夾套22ο鼓泡反應塔20內設有盤管24和氣體分布器26。
[°02°]在本實施方式中，盤管24設置在鼓泡反應塔20內的中部位置。氣體分布器26設置在鼓泡反應塔20內靠近底部的一端。
[0021]優選的，氣體分布器26的開口向下。
[0022]填料塔10的頂部設有氣體出口110。填料塔10靠近頂部的一側設有進料口 112。
[0023]鼓泡反應塔20的底部與循環栗30之間的管線100上設有出料口102。
[0024]甲苯、催化劑從進料口112進入填料塔10，再向下進入鼓泡反應塔20，空氣從氣體分布器26向下的開口進入鼓泡反應塔20，到塔底后再緩慢上升，空氣在鼓泡反應塔20內的停留時間延長，提高了反應效率。甲苯、催化劑和空氣在鼓泡反應塔20內充分接觸，形成尾氣和含有苯甲酸等氧化產物的氧化液并放出大量熱。尾氣上升到填料塔10，使進料甲苯由常溫升到140°C以上，將甲苯中含有的少量水帶走，使得反應更容易進行，降低催化劑的消耗。
[0025]此外，尾氣的溫度從155°0165°C下降到100°C左右，減少了后續處理尾氣時的冷凝、冷卻負荷。
[0026]少部分氧化液從出料口102采出，大部分氧化液從鼓泡反應塔20的底部通過循環栗30和蒸汽發生器40中的軟水熱交換后，從鼓泡反應塔20靠近頂部的一側返回，使得大量反應熱被留在鼓泡反應塔20內，與夾套22和盤管24內的軟水進行熱交換，產生更多的蒸汽。
[0027]以下為具體實施例。
[0028]實施例1 甲苯以5800kg/h的速度、催化劑苯甲酸鈷以15kg/h的速度從進料口進入填料塔，再向下進入鼓泡反應塔，空氣以11OOONm3/h的速度從氣體分布器向下的開口進入鼓泡反應塔，甲苯和空氣在催化劑作用下連續反應，可年產苯甲酸成品5萬噸左右，蒸汽8.6萬噸左右。
[0029]以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，其特征在于，包括填料塔、鼓泡反應塔、循環栗和蒸汽發生器，所述填料塔設置在所述鼓泡反應塔的上方，所述鼓泡反應塔的底部、循環栗、蒸汽發生器和所述鼓泡反應塔靠近頂部的一側通過管線依次連通，所述鼓泡反應塔外設有夾套，所述鼓泡反應塔內設有盤管和氣體分布器。2.根據權利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，其特征在于，所述盤管設置在所述鼓泡反應塔內的中部位置，所述氣體分布器設置在所述鼓泡反應塔內靠近底部的一端。3.根據權利要求1或2所述的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，其特征在于，所述氣體分布器的開口向下。4.根據權利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，其特征在于，所述填料塔的頂部設有氣體出口。5.根據權利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，其特征在于，所述填料塔靠近頂部的一側設有進料口。6.根據權利要求1所述的甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，其特征在于，所述鼓泡反應塔的底部與所述循環栗之間的管線上設有出料口。
【專利摘要】本發明提供一種甲苯液相空氣氧化法連續生產苯甲酸的反應裝置，包括填料塔、鼓泡反應塔、循環泵和蒸汽發生器，填料塔設置在鼓泡反應塔的上方，鼓泡反應塔的底部、循環泵、蒸汽發生器和鼓泡反應塔靠近頂部的一側通過管線依次連通，鼓泡反應塔外設有夾套、內設有盤管和氣體分布器。上述反應裝置，甲苯和催化劑從填料塔的頂部加入，空氣由氣體分布器加入，甲苯和空氣中的氧在催化劑作用下反應，形成尾氣和伴隨大量反應熱的氧化液，夾套、盤管和蒸汽發生器中加入軟水，伴隨大量反應熱的氧化液與夾套、盤管和蒸汽發生器中的軟水進行熱交換，移出反應熱，產生蒸汽，蒸汽可以回收利用。
【IPC分類】C07C63/06, C07C51/265, B01J10/00, B01J19/00
【公開號】CN105617959
【申請號】CN201610025597
【發明人】倪杰, 趙立群, 周宇, 章景偉, 易超
【申請人】湖南弘潤化工科技有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月15日