TW203015B - - Google Patents

Description

203015 Λ 6η 6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（ι ) 技.術範圃 本發明係鬭於一種供進行不均勻相反應之反醮器，其 中，在一水平平面上，反應介質之實質上垂直向上的滾動 係發生在此反醮器横切面之部分匾域内•而資霣上垂直向 下之滾動則發生在其他部分匾域，此反應器具有供資霣上 只在向上滾動之部分Β域内之不連績（分散> 相分散之装 置。 在不均勻相反臁中，尤其是具連鳙液相及分散氣相之 氣/液相反應中，穿遇相界之反應需要的質量傅遞及/或 熱傅邈過程，通常決定其反應時闋及自該反醮器之產量。 尤其供具有連鑛液相及分散氣相之放熱反應時•必須避免 氣泡堆集。 本發明特別鬮於一種供對-二甲苯及對-甲苯甲酸單甲 醋與空氣，Μ所謂的Witten DMT方法（徳圔專利0£吒3-2,805,915，德固專利-C2-3.704,720.WO-90/09,367)進 行高度放熱氧化反應之反醮器。此反醮之特徹是髙比例惰 性氣鼸必須與氧一起通邏反臁器•因此助長不合宜之氣泡 堆集。 此技蕕之說明 供不均勻相反應之棰種基本反臁器類型乃揭示於 UllMnn，Vol. 3, 357頁以下。 在現有工廠中•利用空氣將對-二甲苯及對-甲苯甲酸 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝- 本紙張尺度边用中國Η家櫺準(CNS)肀4規格（210x297公龙） 203015 Λ 6 Η 6 經濟部中央標準局员工消f合作社印製 2 五、發明説明（） 單甲醸氧化之作用主要是在無分散設計之籣單氣泡管柱反 應器中進行*其中含氧反醮钃體係由中央導入反*器之較 低部分。經一短流程之後·氣泡之主要部分聚結Μ形成大 氣泡凝集物•其乃決定液髓循環作用。在逋些反齷器中· 熱交捵器係以水平安置在容器壁《近之外環隙中。此液鱅 反臁介質再沿逭些熱交捵管向下滾動並且藉氣泡重新向上 帶走（空氣升掖泵之原理）。 在反應器中大氣泡的出現會引起下列不合宜現象： -於反«器頂端有离泡沫形成， -由於在氣泡間的間隊中的反應熱不能去除而引起產量損 失· -一部分因此引起液輿短環行滾之离循《速率。 逭些峽點一方面本身顏現在可逋成之氧化產量及有時 候顯現在由液醴動力學引起反廳器之不安定行為。 美國専利-Α-4,342,876業已掲示一種璣狀反«器*其 係供進行利用空氣将對-二甲笨及對-甲苯甲酸單甲酯氧 化之反醱*其中液體反醮物及含氧空氣係於具循瓌反應介 質之第一反應部分混合並反臁。在一由此分開之反臁器部 分，反®介質藉由此反醮加熱•而包含在其中之液臁產物 則藉由沿熱交換管滾動之方式予Μ冷卻。反®介質之循琢 係藉由二相密度差予以維持。 在此反應器中•氣相Μ氣泡形式導入反應器•因此相 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 裝. 訂_ -線· 本紙張尺度遑用中B Η家櫺準(CNS)肀4規格(210X297公；》:) 203015 Λ 6 Η 6 經濟部中央標準局员工消t合作社印製 3 五、發明説明（） 界S域有堆集形成大氣泡之危險*所Μ一方面會降低反臁 速率•而另一方面在大氣泡間之液相會混合不充份•遂可 引起高祖峰及因此而使產Μ損失。 »洲専利-Α卜0,075,742掲示一般類型之環狀反應 器Μ供進行氣/液相反* *其中飆相及液相是於反®器之 底部Μ—混合帶導入敝開之内筒内。此混合帶乃具備外 包裝或内部，但是未更詳細地描述。以此方式可逋到氣泡 之再分散。在此類型反應器中，反臁熱係藉液饉反廳介質 之汽化作用加Μ去除*此類型反應器不能用於利用空氣氧 化對-二甲苯及對-甲苯甲酸甲酯之反臁。 目的 所以本發明之目的係提供一毅類型之反應器，其可用 於進行利用空氣氣化對-二甲苯及對-甲苯甲酸單甲醮之 反應*且其可避免溫度峰的出現。 本發明之進一步目的是增加此反應器的產Λ。最後· 本發明之另一目的是改善在放熱反應中熱的去除·以減低 大氣泡的出現並且確保在反醮器内更均勻之瀛度分佈。 最後的目的是本發明臁容許現有反應器之廉價修改。 太發明之描梂 本發明藉由申請專利範画第1項所述之特性*在一般 類型之反醮器中邸可建到此目的。 輿習用璣狀反醮器大大不同的是，有向上滾動之反醮 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -線- 本紙張尺度遑用中國國家標準甲4規格(210X297公4) 203015 Λ 6 Π 6 經濟部中央櫺準局貝工消費合作社印製 五、發明説明4 ) 器的内部匾域在此情況下並不與外部環形反應器間除分開 。禳管分散式臃期宜Μ (再）分散装置被採用並且具有宜 <30Χ的小通道切面，但是氣泡並不折滾外部反醮器橫切面 内•相反地·所有的氣泡通遇臃綱，因而使其（相）界面匾 域更新。 反應器之主滾•在分散裝置之匾域内的反醮器内部· 由於氣泡之密度較低*所Μ是向上潢動•此滾在掖面區域 内之頂衊向外折滾並且沿容器壁（環隙）於外面再向下滾過 。此處反_介質的冷卻處理宜•例如*藉由沿替冷卻管滾 動之方式進行。根據本發明提供之由外部環狀反應器空除 向上滾至反醮帶之交叉滾•亦即該分散装置•於此貼進行 反應介質之冷卻並且將液相再混合。 本發明之一特別優酤是即使現有軀泡管柱反醮器*諸 如：在Witten DMT方法中，通常用於對-二甲苯及對-甲 苯甲酸單甲醮舆空氣之反醮的反應器•可依本發明藉由在 反臁器中籣單地安裝一些分敝《之方式，即可廉價地加以 修改。 在根镰本發明之一較佳具體實例情況中•分散嫌是作 為供分散較輕相（氣相）之工具，分散臃之平均相互間除宜 為其直徑的0.5-1.5倍•非_形鏞之直徑被視為相同面稹 之鼷形臃的直徑。 原則上，熱交換器可安排在反應器之向上滾動之内部 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝* 訂- 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS)甲4規格（210x297公泄） 203015 Λ 6 Η 6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（5) Β域及向下滾動之外部S域内。可是，為了结構因索熱交 捵器通常係安裝在外面匾域•即在具有向下滾動之部分區 域内。 若分散（不連鑛）較軽相被導入分散MSS域内的反應器 時乃特別有利。為了此目的，許多垂直安裝在彼此不同平 面的頂埔上之空氣噴_係由垂直安排在反*器中之送料管 進料。此分散相在分敗臃區域内之反臛器的不同平面中進 料乃具有下列之特別益處： 在分散相（例如：氧）中尚未完全反廳之反臁物的比例 ，在垂直方向中，可調整至大約定值。而且，剛導入之氣 泡幫助連鏞（液）相之交叉混合，因此確保一均勻較好之 溫度均衡。尤其，自有實質上向下滾動之反醮器的部分B 域及有實質上向上流動之部分E域自由滾動的可能性，及 該分散（不連鑛）相之較佳導入分散籌E域中的反«器中 之現象，兩者間之協合相互作用乃導致自此反應器的產量 有相當的增加。 根操本發明之進一步有利的具讎實施例中，在反醮器 中之主滾-在内部區域係朝向上方及在外部匾域朗向下方 -例如：藉由一泵另外幫肋其滾動。由於達續相之實質上 垂直向上中心滾動的授輿，由反醮器的轉化及產置乃進一 步增加。 全部或部分反臁之較輕相宜於頂端取出*而較重相則 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中Η國家標準(CNS)肀4規格(210X297公址) 203015 Λ 6 η 6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明f ) 宜由反豳器之底部取出。 附之餹g級明 本發明藉由參照一例解說明之實例及附匾•將於下面 更詳細地解釋•其中 1顯示根鐮本發明之反臁器（線園）。 在_1所示之反鼸器1係供液相中對-二甲苯（P-X) 及對-甲苯甲酸甲_ (p-te)之混合物在缺乏溶_及鹵素化 合物下、於約7巴之壓力、在約160 t：之湛度及具大氣氧 氣、在溶解重金屬氣化催化_的存在下（例如：在鈷及艋 之化合物的混合物之存在下）進行氧化作用（參照徳圔専利 說明窨2,010,137)。由此形成對肽酸單甲醮（MMT)及對-甲苯甲酸（P-TA)之混合物。此方法例如在徳囲專利-A1 39 04 586 (W0 90/09 367)中已經有很詳細地描述。 自反應器1之底部取出而且已經幾乎完全反醮之重氧 化相4,部分係藉泵10M循環滾4a型式再循環至反應器1之 較低部分。可是，_餘部分滾4b則進料至進一步的反醮隈 段•例如：氧化階段或酯化陏段。 氧化所需之進料物質3 (例如：對-二甲苯•對-甲苯甲 酸單甲酯及催化M)俤被混合至循環潦4a中。為了邂免進 料物質3由於短瓖行滾被完全反應之氧化相4作不合宜之揉 放•進料物質3及循環滾4a係Μ授與一貢質上垂直向上滾 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本页) -裝< 訂· 線- 本紙張尺度边用中國國家樣準（CNS)甲4規格(210X297公釐） 203015㊉ gvvT^ 經濟部屮央榣準而sc工消t合作社印31 五、發明説明，（7 ) 動7之方式，導入反應器1之較低部分。為了增強此滾動7 ，將質量流量7及循環流4a導入一裝置，例如：液醴噴射 器12，Μ此方式使得許多質量流量3進料及循環流4a被用 於參與流動7。越過此流動7·空氣經空氣進给點5，空氣 噴嘴6, Μ—不連續較輕相通入分散篩13之區域。因此， 不連續較輕相被流動7—起帶走並且當流經分散篩13時， 被分開許多次及/或被分散。於不連續相及連續相間發生 相界的重後再形成作用乃導致於兩相間有特定強度及均勻 質量傳遞及熱傳遞。 此方法Μ —有利方式重複，如圖1所示者•在每一分 ’散篩13上重複直至不連繙較軽相（氧幾乎完全反應）離開 反應介質之相界2,並且於反應器頂端以較輕相11型式離 開。於垂直向上流動7已經離開最後分散篩13之後•其乃 於界2之區域内向下折流至反應器之外面部分區域，且因 此形成向下流動8。此流動8再沿安置在此區域内之熱交換 管9取出，而反應介質之冷卻作用宜於該流動8中發生。此 流動8之部分比例藉空氣（不連播，較輕相）自外環反應 器間隙蠄至反應器之核心帶•因此使得較輕相與得自流動 8之經冷卻反應介質發生額外混合。 -R9 - 本紙Λ尺度遑用中β國家猱毕(CHS)Τ4規格(210X297公*) 81_ 4，丨0,000張（Η) (請先閲請背而之注意事項#堝寫本頁) :裝- 線· 203015 Λ 6 Η 6 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 五、發明説明多） _轚說明： 1 - 反臁器 2 - 相界 3 - 進料物質 4 - 反«之氧化相 4a — 循瓖滚 4b - 部分滾 5 - 空氣進給酤 6 - 空氣喷嘴 7 - 向上滾動 8 - 向下潦動 9 - (热交換）管 10 - 泵 11 - 較輕相 12 - 液體喷射器 13 - 分散篩 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 線* 各紙張尺度边用中國Η家標準（CNS)甲4規格（210X297公放）

Claims (1)

1. 0 ...V [年 A7 B7 C7 D7 六、申諳專利範園 專利申請案第81102132號 ROC Patent Appln. No.81102132 修正之申請專利範圍中文本一附件一 Anendpd Π 1 a i ns in Γ. h ί n s f> - Rncl.T (民國81年12月日送呈） (Submitted on December , 1992) 經浙部屮央櫺準而B工消"合作社印51 1. 一棰供進行不均勻相反應之反應器（1)，尤其是供有連 續液相及分散（不連鏞）氣相之氣/液反應* -其中•在一水平平面上，反應介質之實質上垂直向上 流動（7)，在該反應器横切面之部分區域内發生並且 在其他部分區域内發生一實質上垂直向下流動（8)， -反應器（1)，其具有供實質上只在具向上滴動（7)之部 分區域内分散不連續相之裝置（13)， 其待擞在於具向下流動（8)之部分區域的反應介質 ，可能在分散裝置（13)之區域内，自由流動至具向上流 動（7)之部分區域。 2. 根據申請專利範圍第1項之反應器（1) ·其特徴在於使 用具自由通過面積少於30%且平均相互間隔為其直徑的 0.5-1.5倍之分散篩（13)作為分散裝置。 3. 根據申請專利範圍第1項之反應器（1)，其特戲在於熱 交換器（9)係安裝在具向下流動（8)之反應器的部分區域 内0 -11 - 本纸》尺度適用中國8家樣準（CNS>甲4規格（210X297公龙） (請先聞磧背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 203015 AT B7 C7 D7 六、申請專.利範園· 4. 根據申請專利範圍第2項之反應器（1) ·其特擞為裝置 (6)供在分散篩（13)之區域内，將不連續之較輕相導人 反應器。 5. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之反應器（1) ’ 其特擞為裝置（10, 12)供將實質上垂直向上中心流鑰至 連續相。 6. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之反應器（1) * 其特撖在於較輕之全部或部分反應相（11)係於反應器之 頂端取出。 7. 根據申請專利範圍第1至4項中任一項之反應器*其係 ’ 供對-二甲苯及對-甲苯甲酸單甲酯與空氣之氧化作用。 {請先閱請背面之注意事項再填寫本頁 .装. 經浒部屮央櫺準而員工消贽合作社印奴 •線· 12 - 本紙張尺度適用中S國家樣準（CNS>甲4規格（210><29?公蝥）