甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工设备，特别是涉及甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置。
【背景技术】
[0002]苯甲酸是一种用途广泛的化工产品。目前，工业上生产苯甲酸大多采用甲苯液相空气氧化法，该法是将甲苯、催化剂和空气通入反应器，在一定的反应温度和操作压力下发生的放热反应。催化剂是重金属钴、锰盐，对水和反应温度敏感，水分高和温度低时反应容易终止，空气中的氧与物料要有充分接触才能反应完全。
[0003]因此，国内目前的甲苯氧化反应器在扩大单台设备生产能力时，多会遇到反应热难移出、催化剂消耗大、氧利用率低等问题。最大单台氧化塔为高18.5米，直径1.5米，生产能力7000吨苯甲酸/年。
[0004]CN102861542A公开了一种万吨级苯甲酸生产中的甲苯氧化塔，氧化反应塔高8?10米，直径4~5米，外配氧化液循环栗和水冷却器。通过冷却外循环氧化液来移出反应热。该装置能有效移出反应热，单台设备苯甲酸生产能力也可达一万吨，但是反应热没有得到回收利用，反应效率低。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要针对【背景技术】中存在的问题，提供一种能有效回收利用反应热，反应效率高的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置。
[0006]—种甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，包括填料塔、鼓泡反应塔、循环栗和蒸汽发生器，所述填料塔设置在所述鼓泡反应塔的上方，所述鼓泡反应塔的底部、循环栗、蒸汽发生器和所述鼓泡反应塔靠近顶部的一侧通过管线依次连通，所述鼓泡反应塔外设有夹套，所述鼓泡反应塔内设有盘管和气体分布器。
[0007]在其中一个实施例中，所述盘管设置在所述鼓泡反应塔内的中部位置，所述气体分布器设置在所述鼓泡反应塔内靠近底部的一端。
[0008]在其中一个实施例中，所述气体分布器的开口向下。
[0009]在其中一个实施例中，所述填料塔的顶部设有气体出口。
[0010]在其中一个实施例中，所述填料塔靠近顶部的一侧设有进料口。
[0011]在其中一个实施例中，所述鼓泡反应塔的底部与所述循环栗之间的管线上设有出料口。
[0012]上述甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，甲苯和催化剂从填料塔的顶部加入，空气由气体分布器加入，甲苯和空气中的氧在催化剂作用下反应，形成尾气和含有苯甲酸等氧化产物的氧化液并放出大量热，空气中的氮气夹带水和部分甲苯形成尾气，上升到填料塔，与从填料塔顶部加入的甲苯和催化剂进行热交换和物质传递，尾气温度降低，其中部分甲苯返回氧化塔，最后，尾气从填料塔顶离开。夹套、盘管和蒸汽发生器中加入软水，伴随大量反应热的氧化液与夹套、盘管和蒸汽发生器中的软水进行热交换，移出反应热，产生蒸汽，蒸汽可以回收利用。
[0013]此外，气体分布器设置在鼓泡反应塔内靠近底部的一端，且开口向下，空气从气体分布器向下的开口进入鼓泡反应塔，到塔底后再缓慢上升，空气在反应液中的停留时间延长，提高了反应效率。
【附图说明】
[0014]图1为一实施方式的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0016]请参阅图1，一实施方式的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，包括填料塔1、鼓泡反应塔20、循环栗30和蒸汽发生器40。
[0017]其中，填料塔10设置在鼓泡反应塔20的上方，鼓泡反应塔20的底部、循环栗30、蒸汽发生器40和所述鼓泡反应塔20靠近顶部的一侧通过管线100依次连通。
[0018]在本实施方式中，填料塔10的理论塔板数为12?20。
[0019]鼓泡反应塔20外设有夹套22ο鼓泡反应塔20内设有盘管24和气体分布器26。
[°02°]在本实施方式中，盘管24设置在鼓泡反应塔20内的中部位置。气体分布器26设置在鼓泡反应塔20内靠近底部的一端。
[0021]优选的，气体分布器26的开口向下。
[0022]填料塔10的顶部设有气体出口110。填料塔10靠近顶部的一侧设有进料口 112。
[0023]鼓泡反应塔20的底部与循环栗30之间的管线100上设有出料口102。
[0024]甲苯、催化剂从进料口112进入填料塔10，再向下进入鼓泡反应塔20，空气从气体分布器26向下的开口进入鼓泡反应塔20，到塔底后再缓慢上升，空气在鼓泡反应塔20内的停留时间延长，提高了反应效率。甲苯、催化剂和空气在鼓泡反应塔20内充分接触，形成尾气和含有苯甲酸等氧化产物的氧化液并放出大量热。尾气上升到填料塔10，使进料甲苯由常温升到140°C以上，将甲苯中含有的少量水带走，使得反应更容易进行，降低催化剂的消耗。
[0025]此外，尾气的温度从155°0165°C下降到100°C左右，减少了后续处理尾气时的冷凝、冷却负荷。
[0026]少部分氧化液从出料口102采出，大部分氧化液从鼓泡反应塔20的底部通过循环栗30和蒸汽发生器40中的软水热交换后，从鼓泡反应塔20靠近顶部的一侧返回，使得大量反应热被留在鼓泡反应塔20内，与夹套22和盘管24内的软水进行热交换，产生更多的蒸汽。
[0027]以下为具体实施例。
[0028]实施例1 甲苯以5800kg/h的速度、催化剂苯甲酸钴以15kg/h的速度从进料口进入填料塔，再向下进入鼓泡反应塔，空气以11OOONm3/h的速度从气体分布器向下的开口进入鼓泡反应塔，甲苯和空气在催化剂作用下连续反应，可年产苯甲酸成品5万吨左右，蒸汽8.6万吨左右。
[0029]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，其特征在于，包括填料塔、鼓泡反应塔、循环栗和蒸汽发生器，所述填料塔设置在所述鼓泡反应塔的上方，所述鼓泡反应塔的底部、循环栗、蒸汽发生器和所述鼓泡反应塔靠近顶部的一侧通过管线依次连通，所述鼓泡反应塔外设有夹套，所述鼓泡反应塔内设有盘管和气体分布器。2.根据权利要求1所述的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，其特征在于，所述盘管设置在所述鼓泡反应塔内的中部位置，所述气体分布器设置在所述鼓泡反应塔内靠近底部的一端。3.根据权利要求1或2所述的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，其特征在于，所述气体分布器的开口向下。4.根据权利要求1所述的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，其特征在于，所述填料塔的顶部设有气体出口。5.根据权利要求1所述的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，其特征在于，所述填料塔靠近顶部的一侧设有进料口。6.根据权利要求1所述的甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，其特征在于，所述鼓泡反应塔的底部与所述循环栗之间的管线上设有出料口。
【专利摘要】本发明提供一种甲苯液相空气氧化法连续生产苯甲酸的反应装置，包括填料塔、鼓泡反应塔、循环泵和蒸汽发生器，填料塔设置在鼓泡反应塔的上方，鼓泡反应塔的底部、循环泵、蒸汽发生器和鼓泡反应塔靠近顶部的一侧通过管线依次连通，鼓泡反应塔外设有夹套、内设有盘管和气体分布器。上述反应装置，甲苯和催化剂从填料塔的顶部加入，空气由气体分布器加入，甲苯和空气中的氧在催化剂作用下反应，形成尾气和伴随大量反应热的氧化液，夹套、盘管和蒸汽发生器中加入软水，伴随大量反应热的氧化液与夹套、盘管和蒸汽发生器中的软水进行热交换，移出反应热，产生蒸汽，蒸汽可以回收利用。
【IPC分类】C07C63/06, C07C51/265, B01J10/00, B01J19/00
【公开号】CN105617959
【申请号】CN201610025597
【发明人】倪杰, 赵立群, 周宇, 章景伟, 易超
【申请人】湖南弘润化工科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月15日