无搅拌反应器、无搅拌PTA熟化结晶装置及其工艺方法与流程

文档序号:11875430阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种适于含固体浆料的无搅拌反应器,包括反应器壳体,其特征在于所述反应器壳体内不设机械搅拌器,所述反应器壳体上设有第一进口、第二进口、第一出口和第二出口,所述第一进口为侧向进口,设置在所述反应器壳体的上部,第二进口为侧向进口,设置所述反应器壳体的下部,第一出口为底部出口,设置在所述反应器底部的中央,第二出口为顶部出口,设置在所述反应器壳体的顶部。

2.如权利要求1所述的无搅拌反应器,其特征在于所述第一进口设有用于形成旋流的旋流导流结构和/或连接有用于形成旋流的旋流导流装置,所述第二进口设有用于形成旋流的旋流导流结构和/或连接有用于形成旋流的旋流导流装置,所述第二进口还连接有或不连接有鼓泡装置,所述旋流导流装置和/或所述旋流导流结构的旋流方向优选与地转偏向力形成的旋流方向相同,所述反应器壳体优选呈塔状,所述塔状的反应器壳体的高径比优选为6-10:1。

3.一种适于含固体浆料的无搅拌反应工艺,其特征在于采用权利要求1或2所述的任意一种无搅拌反应器进行反应,从所述反应器的第一进口送入用于反应的浆料,从第二进口送入用于反应的气体或浆料,从第一出口输出反应后浆料,从第二出口排出反应后气体,依靠第二进口送入的物料的推动或者依靠第一进口和第二进口送入的物料的共同推动在反应器内形成浆料旋流,反应器内的操作压力低于浆料的进料压力,部分浆料成分因减压转化为气相,不断形成遍布浆料的蒸气气泡,搅混浆料,通过气泡搅混作用或通过气泡搅混作用和浆料旋流作用使浆料中的固体物料处于悬浮全混态,避免浆料中的固体颗粒物在反应器底部沉积。

4.如权利要求3所述的无搅拌反应工艺,其特征在于所述反应器内的操作压力与浆料的进料压力之间的压差不小于悬浮临界压差,所述悬浮临界压差是在上升气体的气速等于临界悬浮气速时所述反应器内的操作压力与浆料的进料压力之间的压差,所述临界悬浮气速为上升气体使浆料中固体颗粒物悬浮且处于全混状态的最小气速。

5.一种无搅拌PTA熟化结晶装置,其特征在于包括顺序连接的熟化反应器和结晶反应器,所述熟化反应器的数量为一个或多个,所述结晶反应器的数量为一个或多个,所述熟化反应器采用权利要求1或2所述的任意一种无搅拌反应器,所述结晶反应器也采用权利要求1或2所述的任意一种无搅拌反应器,任一前序反应器的第一出口均连接相邻后序反应器的第一进口。

6.如权利要求5所述的无搅拌PTA熟化结晶装置,其特征在于所述熟化反应器的数量为两个,包括熟化I反应器和位于所述熟化I反应器后序的熟化II反应器,所述结晶反应器的数量为两个,包括一结晶反应器和位于所述一结晶反应器后序的二结晶反应器,所述熟化I反应器的第一进口用于接入PTA氧化单元输出的氧化浆料,连接有用于输送氧化浆料的输入管道,第二进口用于接入反应所需的含氧气体,所述熟化II反应器的第一进口用于接入所述熟化I反应器输出的熟化I浆料,通过管道连接所述熟化I反应器的第一出口,第二进口用于接入所述熟化I反应器排出的熟化I尾气,通过管道连接所述熟化I反应器的第二出口,所述一结晶反应器的第一进口用于接入所述熟化II反应器输出的熟化II浆料,通过管道连接所述熟化II反应器的第一出口,第二进口用于接入所述熟化II反应器排出的熟化II尾气,通过管道连接所述熟化II反应器的第二出口,所述二结晶反应器的第一进口用于接入所述一结晶反应器输出的一结晶浆料中的一部分,通过管道连接所述一结晶反应器的第一出口,第二进口用于接入所述一结晶反应器输出的一结晶浆料中的其余部分,通过管道连接所述一结晶反应器的第一出口,所述一结晶反应器的第二出口连接有用于将一结晶尾气送入PTA氧化单元的一结晶尾气输出管道。

7.如权利要求5或6所述的无搅拌PTA熟化结晶装置,其特征在于所述熟化I反应器的第一进口连接的输入管道上设有氧化浆料加热器,所述氧化浆料加热器优选以高压蒸汽为热媒的热交换器,所述熟化I反应器设有用于采集其液位信号的熟化I液位传感器和用于采集其压力信号的熟化I压力传感器,所述熟化I反应器的第一出口与所述熟化II反应器的第一进口之间的连接管道上设有由所述熟化I液位传感器的输出信号控制的熟化I出料控制阀,所述熟化I反应器的第二出口与所述熟化II反应器的第二进口之间的连接管道上设有由所述熟化I压力传感器的输出信号控制的熟化I排气控制阀,所述熟化II反应器设有用于采集其液位信号的熟化II液位传感器和用于采集其压力信号的熟化II压力传感器,所述熟化II反应器的第一出口与所述一结晶反应器的第一进口之间的连接管道上设有由所述熟化II液位传感器的输出信号控制的熟化II出料控制阀,所述熟化II反应器的第二出口与所述一结晶反应器的第二进口之间的连接管道上设有由所述熟化II压力传感器的输出信号控制的熟化II排气控制阀,所述一结晶反应器设有用于采集其液位信号的一结晶液位传感器和用于采集其压力信号的一结晶压力传感器,所述一结晶反应器的第一出口与所述二结晶反应器的第一进口和所述二结晶反应器的第二进口的连接方式为所述一结晶反应器的第一出口连接有一结晶出料管,所述二结晶反应器的第一进口和第二进口分别通过二结晶第一进料管和二结晶第二进料管连接所述一结晶出料管,由此将一结晶浆料的出料分为两路,分别通过二结晶反应器的第一进口和第二进口进入二结晶反应器,所述一结晶出料管上设有由所述一结晶液位传感器的输出信号控制的一结晶出料控制阀,所述一结晶出料控制阀位于所述一结晶出料管与所述二结晶第一进料管和二结晶第二进料管的连接处之前,所述一结晶尾气输出管道上设有用于副产蒸汽的一结晶尾气热回收器,所述一结晶尾气热回收器为以一结晶尾气为热媒的热交换器,所述一结晶尾气输出管道上设有由所述一结晶压力传感器的输出信号控制的一结晶排气控制阀,所述一结晶排气控制阀安装在所述一结晶尾气热回收器后面的所述一结晶尾气输出管道上,所述一结晶尾气输出管道还连接有一结晶回流管,所述一结晶回流管的进口端连接在所述一结晶尾气热回收器的冷凝液出口上或连接在所述一结晶尾气热回收器与所述一结晶排气控制阀之间的所述一结晶尾气输出管道上,所述一结晶回流管的出口端接入所述一结晶反应器,所述二结晶反应器设有用于采集其液位信号的二结晶液位传感器和用于采集其压力信号的二结晶压力传感器,所述二结晶反应器的第一出口连接有二结晶出料管,所述二结晶出料管上设有由所述二结晶液位传感器的输出信号控制的二结晶出料控制阀,所述二结晶反应器的第二出口连接有二结晶尾气输出管道,所述二结晶尾气输出管道上设有由所述二结晶压力传感器的输出信号控制的二结晶排气控制阀。

8.如权利要求7所述的无搅拌PTA熟化结晶装置,其特征在于所述二结晶尾气输出管道接入脱水塔,所述二结晶反应器的后面设有过滤设备的供料槽,所述过滤设备优选压力过滤机,进一步优选RPF,所述供料槽采用权利要求1或2所述的任意一种无搅拌反应器,所述供料槽的第一进口用于接入所述二结晶反应器输出的部分二结晶浆料,连接有所述供料槽第一进料管,所述供料槽的第二进口用于接入所述二结晶反应器输出的其余二结晶浆料,连接有所述供料槽第二进料管,所述供料槽第一进料管和供料槽第二进料管均与所述二结晶出料管连接,形成所述二结晶出料管的两条支路,所述供料槽设有用于采集其液位信号的供料槽液位传感器,所述供料槽的第一出口连接有用于接入RPF的供料槽出料管,所述供料槽出料管上设有由所述供料槽液位传感器的输出信号控制的供料槽出料控制阀,所述供料槽的第二出口连接供料槽尾气输出管道,所述供料槽尾气输出管道上设有用于副产蒸汽的供料槽尾气热回收器,所述供料槽尾气热回收器为以供料槽尾气为热媒的热交换器,所述供料槽尾气输出管道的未端可以排空。

9.一种无搅拌PTA熟化结晶方法,其特征在于采用权利要求5所述的无搅拌PTA熟化结晶装置进行氧化后浆料的熟化和结晶,所述熟化反应器采用权利要求3或4所述的任意一种无搅拌反应工艺,所述结晶反应器也采用权利要求3或4所述的任意一种无搅拌反应工艺。

10.如权利要求9所述的无搅拌PTA熟化结晶方法,其特征在于所述无搅拌PTA熟化结晶装置采用权利要求6、7或8所述的任意一种无搅拌PTA熟化结晶装置,在氧化浆料进入所述熟化I反应器之前,通过氧化浆料加压和加热器加热氧化浆料,使其压力高于所述熟化I反应器的操作压力,且与所述熟化I反应器的操作压力之间的压差不小于使浆料中的固体物料处于悬浮全混态的最小压差,送入熟化I反应器的含氧气体为压力气体,其压力应使其能够进入熟化I反应器且能够推动熟化I反应器中的浆料形成所需的旋流,所述熟化I反应器的操作为3.2-4.5MPaG,操作温度为230-240℃,通过熟化I反应器内的液位控制熟化I反应器的浆料输出,当该液位达到和/或超过设定的液位控制上限时,开启所述熟化I出料控制阀,输出熟化I浆料,当该液位达到和/或低于设定的液位控制下限时,关闭所述熟化I出料控制阀,不输出熟化I浆料,通过熟化I反应器内的压力控制熟化I反应器的尾气排放,当该压力达到和/或超过设定的压力控制上限时,开启所述熟化I排气控制阀排出熟化I尾气,当该压力达到和/或低于设定的压力控制下限时,关闭所述熟化I排气控制阀,不排出熟化I尾气,所述熟化II反应器的操作压力为2.0-3.0 MPaG,操作温度为210-230℃,通过熟化II反应器内的液位控制熟化II反应器的浆料输出,当该液位达到和/或超过设定的液位控制上限时,开启所述熟化II出料控制阀输出熟化II浆料,当该液位达到和/或低于设定的液位控制下限时,关闭所述熟化II出料控制阀,不输出熟化II浆料,通过熟化II反应器内的压力控制熟化II反应器的尾气排放,当该压力达到和/或超过设定的压力控制上限时,开启所述熟化II排气控制阀排出熟化II尾气,当该压力达到和/或低于设定的压力控制下限时,关闭所述熟化II排气控制阀,不排出熟化II尾气,所述一结晶反应器的操作压力为1.5-2.0 MPaG,操作温度为179-195℃,通过结晶一反应器内的液位控制结晶一反应器的浆料输出,当该液位达到和/或超过设定的液位控制上限时,开启所述结晶一出料控制阀输出结晶一浆料,当该液位达到和/或低于设定的液位控制下限时,关闭所述结晶一出料控制阀,不输出结晶一浆料,通过结晶一反应器内的压力控制结晶一反应器的尾气排放,当该压力达到和/或超过设定的压力控制上限时,开启所述结晶一排气控制阀排出结晶一尾气,当该压力达到和/或低于设定的压力控制下限时,关闭所述结晶一排气控制阀,不排出结晶一尾气,所述二结晶反应器的操作压力为0.2-0.4 MPaG,操作温度为135-145℃,通过结晶二反应器内的液位控制结晶二反应器的浆料输出,当该液位达到和/或超过设定的液位控制上限时,开启所述结晶二出料控制阀输出结晶二浆料,当该液位达到和/或低于设定的液位控制下限时,关闭所述结晶二出料控制阀,不输出结晶二浆料,通过结晶二反应器内的压力控制结晶二反应器的尾气排放,当该压力达到和/或超过设定的压力控制上限时,开启所述结晶二排气控制阀排出结晶二尾气,当该压力达到和/或低于设定的压力控制下限时,关闭所述结晶二排气控制阀,不排出结晶二尾气,所述结晶二反应器的浆料送入过滤设备的供料槽,所述供料槽优选采用权利要求1或2所述的任意一种无搅拌反应器,所述供料槽的操作压力为常压。

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