ES2575665T3 - Aparato para el reemplazo de un medio de dispersión - Google Patents

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ES2575665T3 ES12155582.5T ES12155582T ES2575665T3 ES 2575665 T3 ES2575665 T3 ES 2575665T3 ES 12155582 T ES12155582 T ES 12155582T ES 2575665 T3 ES2575665 T3 ES 2575665T3
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Abstract

Un aparato de reemplazo de un medio de dispersión para llevar a cabo un método para reemplazar un primer medio de dispersión en una suspensión inicial compuesta del primer de medio de dispersión y de cristales de ácido tereftálico con un segundo medio de dispersión, comprendiendo el aparato de reemplazo del medio de dispersión las siguientes características: (a) un tanque de sustitución del medio de dispersión (12), (b) una boquilla en forma de ciclón (6, 16) dispuesta en una parte superior del tanque de reemplazo (12), comprendiendo dicha boquilla en forma de ciclón (6, 16) una porción cilíndrica (10) que tiene un eje que se extiende verticalmente y una abertura (9) dispuesta en su extremo inferior, (c) una porción de alimentación (15) para la alimentación de la suspensión a partir de la boquilla en forma de ciclón, (d) un cabezal de anillo al que dos o más de las boquillas en forma de ciclón (6,16) están conectadas para la distribución de la suspensión a las respectivas boquillas en forma de ciclón a lo largo de una dirección tangencial del cabezal de anillo, (e) una porción de alimentación (18) dispuesta en la proximidad de un fondo del tanque de reemplazo (12) para alimentar el segundo medio de dispersión, en donde el segundo medio de dispersión fluye hacia arriba a través del tanque de reemplazo (12), (f) una abertura de descarga (19) para descargar una suspensión reemplazada, compuesta principalmente de los cristales de ácido tereftálico y el segundo medio de dispersión, desde la parte inferior del depósito de reemplazo (12), y (g) un orificio de descarga (20) dispuesto en la parte superior del depósito de reemplazo (12) para descargar principalmente el primer medio de dispersión; en donde (i) la porción de alimentación de (c) está colocada de manera que la suspensión inicial se alimenta tangencialmente a la porción cilíndrica (10) de manera que permita a la suspensión empezar a moverse circularmente a lo largo de una pared interior de la porción cilíndrica (10) y (ii) la suspensión inicial que se mueve circularmente se descarga desde la abertura (9) de la boquilla en forma de ciclón (6, 16) para ponerse en contacto con el segundo medio de dispersión que fluye hacia arriba a través del depósito de reemplazo (12), dispersando de esta manera la suspensión inicial en el segundo medio de dispersión.

Description

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DESCRIPCION
Aparato para el reemplazo de un medio de dispersion Campo tecnico
La presente invention se refiere a un aparato para llevar a cabo un metodo de reemplazo de un primer medio de dispersion en una suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y un cristal de acido tereftalico con un segundo medio de dispersion. Mas espedficamente, la presente memoria descriptiva describe un metodo eficiente de reemplazo de un primer medio de dispersion en una suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y un cristal de acido tereftalico, que se produce mediante una reaction de oxidation en fase liquida o se obtiene por un tratamiento del acido tereftalico en bruto mediante una hidrogenacion catalitica o recristalizacion y que contiene una gran cantidad de impurezas, con un segundo medio de dispersion. El metodo de la presente invencion se usa adecuadamente para producir un acido tereftalico de gran pureza.
Tecnica anterior
El acido tereftalico es producido por una reaccion de oxidacion en fase liquida de un compuesto p-fenileno tal como bencenos p-alquilo, normalmente p-xileno. En general, el compuesto de p-fenileno se somete a una reaccion de oxidacion en fase liquida en acido acetico como disolvente en presencia de un catalizador tal como cobalto y manganeso, o en presencia del catalizador y un acelerador tal como un compuesto de bromo y acetaldehido para obtener un acido tereftalico en bruto, y despues el acido tereftalico en bruto resultante se purifica para obtener el acido tereftalico de gran pureza pretendido.
Sin embargo, puesto que el acido acetico se usa como disolvente en la reaccion anterior y el producto de la reaccion contiene impurezas tales como 4-carboxibenzaldehido (4CBA) y acido p-toluico (p-TOL), se requiere una tecnica de alta purification para obtener el acido tereftalico de alta pureza.
Se conocen varios metodos para purificar el acido tereftalico bruto obtenido mediante la reaccion anterior, tal como un metodo de disolver el acido tereftalico en bruto en acido acetico, agua o un disolvente mixto de acido acetico/agua a alta temperatura y a alta presion y luego someter la solution resultante a una hidrogenacion catalitica, una descarbonilacion, una oxidacion o una recristalizacion, y un metodo de someter una dispersion que disuelve parcialmente de cristal de acido tereftalico a un tratamiento de inmersion a alta temperatura.
En tanto la production del acido tereftalico en bruto mediante la reaccion de oxidacion en fase liquida y la purificacion del mismo, es finalmente necesaria la separation de los cristales de acido tereftalico a partir de la suspension resultante. Cuando el medio de dispersion (primer medio de dispersion) de la solucion producto de la reaccion obtenido por la reaccion de oxidacion en fase liquida es acido acetico y se utiliza un medio de dispersion diferente (segundo medio de dispersion) como el agua en la purificacion, se requiere primero separar el cristal de la solucion producto de la reaccion y luego volver a dispersar el cristal separado en el segundo medio de dispersion. Cuando el primer medio de dispersion en la solucion producto de la reaccion es del mismo tipo que el segundo medio de dispersion para la purificacion posterior, una parte sustancial de las impurezas tales como el intermediario de oxidacion, por ejemplo, 4CBA y p-TOL y sustancias colorantes permanecen en el medio de dispersion disuelto despues de una operation de purificacion a alta temperatura de la solucion producto de la reaccion de la reaccion de oxidacion en fase liquida o en la suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico. Si la solucion producto de la reaccion de la reaccion de oxidacion en fase liquida o en la suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico se enfria a aproximadamente 100 °C al tiempo que permite que las impurezas se disuelvan en la misma, las impurezas se incluyen en el cristal de acido tereftalico, con lo que no se obtiene el acido tereftalico de gran pureza pretendido. Por lo tanto, es necesario llevar a cabo la separacion a altas temperaturas bajo altas presiones para separar un acido tereftalico de alta pureza a partir de la solucion producto de la reaccion obtenida por la reaccion de oxidacion en fase liquida, la suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico o la suspension despues del tratamiento de purificacion.
Una separacion centrifuga se ha utilizado mas generalmente para la separacion de una suspension en un cristal y un medio de dispersion, que tambien se utiliza ampliamente en la separacion de la solucion producto de la reaccion obtenida por la reaccion de oxidacion en fase liquida o la suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico.
En la separacion centrifuga, la suspension inicial compuesta por el primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico se introduce en una cesta que se hace girar a una alta velocidad para permitir que el primer medio de dispersion se desborde desde la portion superior de la cesta y el cristal se mueva hacia abajo. Se ha sabido que este metodo implica varios problemas causados por la limitation en las estructuras y funciones debido a la operacion a altas temperaturas bajo altas presiones.
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Dado que el enjuagado durante la separacion centrifuga y el enjuagado de los cristales separados son dificiles en este metodo, la cantidad del primer medio de dispersion que se adhiere al cristal aumenta. Por lo tanto, el cristal de acido tereftalico separado por centrifugacion se convierte en una suspension mediante una adicion adicional de un disolvente fresco a alta temperatura, necesitando de este modo una separacion adicional en el cristal y el medio de dispersion. Ademas, la rotacion a alta velocidad a altas temperaturas bajo altas presiones requiere un mantenimiento dificil y complicado del separador centrifugo, que aumenta los costes de produccion.
Se ha propuesto recientemente un metodo de separacion de la suspension en el primer medio de dispersion y el cristal y luego volviendo a suspender el cristal separado en un tipo diferente de un medio de dispersion mediante el uso de un unico aparato. En este metodo, se utiliza un aparato de reemplazo del medio de dispersion que utiliza una sedimentacion gravitacional del cristal de acido tereftalico. La suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico se introduce en el aparato desde su parte superior, mientras que el segundo medio de dispersion se introduce desde su parte inferior. La suspension reemplazada compuesta del cristal de acido tereftalico y el segundo medio de dispersion se descarga principalmente desde la parte inferior del aparato, y el primer medio de dispersion se retira principalmente desde la parte superior del aparato.
Como el aparato para el metodo anterior, se han propuesto diversos aparatos tales como un aparato equipado con placas perforadas (documentos de patente 1 y 2) y un aparato que no tiene estructuras de embalaje en el mismo (documento de patente 3).
Sin embargo, estos aparatos tienen comunmente un problema de que el cristal de acido tereftalico en la suspension inicial es dificil de ser dispersado uniformemente en la direccion horizontal cuando se alimenta la suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico en la parte superior de los aparatos. Si el cristal no se dispersa uniformemente en una direccion horizontal, la mezcla en la direccion vertical del aparato de reemplazo no se puede prevenir. El rendimiento del aparato de reemplazo del medio de dispersion se rige por la prevencion de que el primer medio de dispersion que se alimenta a la porcion superior se mueva hacia la parte inferior. Por lo tanto, la mezcla en la direccion vertical se debe prevenir.
Si el cristal de acido tereftalico no es uniformemente alimentado a la placa de la etapa superior en el aparato equipado con las placas perforadas, se induce un flujo descendente a una etapa inferior en particular a traves de las perforaciones en las que el cristal de acido tereftalico se alimenta de manera concentrada. Por el contrario, un flujo ascendente se induce a traves de las perforaciones en las que no se alimenta el cristal de acido tereftalico. Por lo tanto, la mezcla entre los lados superior e inferior de la placa se ha mejorado para reducir la eficiencia de placas. Ademas, las perforaciones de las placas pueden ser obstruidas por la alimentacion no uniforme del cristal de acido tereftalico.
Ademas, en el aparato que no tiene estructura de embalaje en el mismo, la alimentacion no uniforme de la suspension inicial causa una mezcla severa en la direccion vertical. Por lo tanto, un distribuidor para dispersar el cristal de acido tereftalico mas uniformemente debe ser dispuesto en el aparato. Sin embargo, el distribuidor conocido que tiene un numero de poros sufre de obstruccion, dejando asi de operar de manera estable el aparato durante un largo periodo de tiempo.
Documento de Patente 1: GB 2014985 Documento de Patente 2: JP 57-53431B Documento de Patente 3: JP 8-231465A
El documento WO-A-95/07325 describe un deposito equipado con una o mas boquillas en forma de ciclon. Divulgacion de la invencion
Un objetivo de la presente invencion es proporcionar un aparato para llevar a cabo un metodo de reemplazo de un medio de dispersion con otro que es capaz de dispersar uniformemente un cristal de acido tereftalico en una suspension inicial compuesta de cristal de acido tereftalico y un primer medio de dispersion en la direccion horizontal de un aparato, y ademas de operar de forma estable la operacion de reemplazo por un largo periodo de tiempo.
Los inventores han notado primero que el distribuidor convencional que regula el flujo por estrangulacion de los respectivos orificios de inyeccion no pudo dispersar el cristal de acido tereftalico uniformemente en la direccion horizontal y no permitio una operacion estable durante un largo periodo de tiempo. Como resultado de estudios intensivos para resolver estos problemas, los inventores han llegado a la utilizacion de una fuerza centrifuga para mejorar la dispersion uniforme del cristal y encontraron un metodo de reemplazo de un medio de dispersion con otro utilizando una boquilla en forma de ciclon que tiene una estructura simple y una buena eficiencia de dispersion.
Asi, la presente invencion se refiere a un aparato como el definido en la reivindicacion 1 para la realizacion de un metodo de reemplazo de un medio de dispersion con otra, que comprende las etapas de:
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alimentar una suspension inicial compuesta de un primer medio de dispersion y un cristal de acido tereftalico a una boquilla en forma de ciclon dispuesta en una parte superior de un tanque de reemplazo de un aparato de reemplazo de un medio de dispersion;
poner en contacto la suspension inicial descargada desde las boquillas en forma de ciclon con un segundo medio de dispersion que se alimenta desde una porcion inferior del deposito de reemplazo y fluye hacia arriba a traves del deposito de reemplazo; y
descargar principalmente una suspension de reemplazo compuesta del cristal de acido tereftalico y el segundo medio de dispersion desde la parte inferior del deposito de reemplazo y principalmente la retirada del primer medio de dispersion desde la parte superior del deposito de reemplazo,
estando la boquilla en forma de ciclon compuesta de una porcion cilindrica que tiene un eje que se extiende verticalmente y una abertura dispuesta en un extremo vertical inferior, la suspension inicial siendo tangencialmente alimentada a la porcion cilindrica de manera que permita que la suspension inicial se mueva circularmente a lo largo de una pared interior de la porcion cilindrica, y la suspension inicial, que se mueve circularmente siendo descargada desde la abertura, dispersando asi la suspension inicial en el segundo medio de dispersion.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1a es una vista en perspectiva que muestra un ejemplo de una boquilla en forma de ciclon, y la figura 1b es una vista en seccion tomada a lo largo de la linea V-V en la figura 1 a.
La figura 2a es una vista en perspectiva que muestra otro ejemplo de una boquilla en forma de ciclon, y la figura 2b es una vista en seccion tomada a lo largo de la linea V-V en la figura 2a.
La figura 3a es una vista en perspectiva que muestra todavia otro ejemplo de una boquilla en forma de ciclon, y la figura 3b es una vista en seccion tomada a lo largo de la linea V-V en la figura 3a.
La figura 4 es una vista esquematica que muestra una forma de alimentacion tangencialmente de forma distribuida una suspension a partir de un cabezal de anillo en las entradas de las boquillas en forma de ciclon.
La figura 5 es una vista esquematica que muestra un ejemplo de un aparato de reemplazo del medio de dispersion.
La figura 6 es una vista en perspectiva que muestra una boquilla en forma de ciclon.
La figura 7 es un grafico que muestra la distribucion de la concentracion de la suspension en un tanque en el ejemplo de referencia 1.
La figura 8 es un grafico que muestra la distribucion de la concentracion de la suspension en un tanque en el ejemplo comparativo 1.
La figura 9 es una vista esquematica que muestra otro ejemplo de un aparato de reemplazo del medio de dispersion.
La figura 10 es un grafico que muestra la distribucion de la concentracion de la suspension en un tanque en el ejemplo 1.
Mejor modo de llevar a cabo la invencion
El aparato de reemplazo del medio de dispersion de la presente invencion incluye una boquilla en forma de ciclon. Los ejemplos de la boquilla en forma de ciclon se muestran en las figuras 1-3. Sin embargo, la estructura, forma, etc., de la boquilla en forma de ciclon, no estan particularmente limitadas a las que se muestran en estas figuras, siempre que cumplan las siguientes condiciones.
La boquilla en forma de ciclon incluye una porcion de alimentacion para alimentar una suspension inicial y una porcion cilindrica conectada a la porcion de alimentacion. La porcion cilindrica tiene un eje que se extiende verticalmente (es decir, la porcion cilindrica se extiende en la direccion vertical). Una abertura esta dispuesta verticalmente en los extremos superior e inferior, por lo menos verticalmente en el extremo inferior de la porcion cilindrica. La porcion de alimentacion esta dispuesta de manera que permita que la suspension inicial sea alimentada tangencialmente a la porcion cilindrica. La suspension inicial se alimenta a la porcion cilindrica de manera que se mueva circularmente a lo largo de una pared interior de la porcion cilindrica. La suspension inicial que se mueve circularmente se ve obligada a moverse hacia la pared interna de la porcion cilindrica por la accion de una fuerza centrifuga y la cercania de la pared interior se llena con la suspension inicial, que se mueve circularmente. La suspension inicial fluye hacia abajo mientras se mueve circularmente, y luego se descarga desde la abertura de la porcion cilindrica formada en el extremo verticalmente inferior, manteniendo el movimiento circular. La suspension inicial descargada desde la porcion cilindrica esta ampliamente distribuida y se dispersa en la direccion horizontal por la accion de la fuerza centrifuga. Puesto que el diametro de la abertura se puede hacer suficientemente grande en comparacion con el diametro de los poros del distribuidor convencional, no se produce la obstruccion de la abertura incluso despues de operar durante un largo periodo de tiempo.
Como se describio anteriormente, es importante para la boquilla en forma de ciclon utilizada en la presente invencion satisfacer las siguientes estructuras basicas (1) a (3):
(1) incluir una porcion de alimentacion para la alimentacion de la suspension inicial y una porcion cilindrica que tiene un eje que se extiende verticalmente que esta conectado a la porcion de alimentacion de tal manera que la
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suspension inicial se alimenta tangencialmente a la porcion cilmdrica.
(2) proporcionar opcionalmente una abertura en un extremo verticalmente superior de la porcion cilmdrica.
(3) proporcionar una abertura para descargar la suspension inicial en un extremo verticalmente inferior de la
porcion cilmdrica.
La porcion cilmdrica que tiene un eje que se extiende verticalmente permite que la suspension inicial alimentada en el mismo se mueva circularmente a lo largo de la pared interior de la porcion cilmdrica. En la presente invencion, es importante alimentar la suspension desde la boquilla en el aparato de reemplazo del medio de dispersion, manteniendo el movimiento circular de la suspension inicial, de este modo distribuyendo uniformemente y dispersando la suspension inicial en la direccion horizontal por la accion de la fuerza centrifuga. Por lo tanto, la estructura de la porcion cilmdrica no esta particularmente limitada a no ser que se inhiba el movimiento circular de la suspension inicial. Con el fin de permitir que la suspension inicial alimentada se mueva circularmente a lo largo de la pared interior de la porcion cilmdrica, la porcion de alimentacion y la porcion cilmdrica estan conectadas preferentemente entre si con el fin de alimentar la suspension tangencialmente a la porcion cilmdrica.
La abertura para permitir que la suspension inicial que se mueve circularmente para entrar en el aparato de reemplazo del medio de dispersion esta provista en un extremo verticalmente inferior de la boquilla en forma de ciclon. Por ejemplo, la abertura esta formada por una pared conica o una placa de disco hueca como se muestra en las figuras 1-3. En el caso de prevenir que la suspension a ser dispersada o regada desde el extremo superior de la porcion cilmdrica, no se forma una abertura en el extremo superior (figura 3).
En el aparato de acuerdo con la presente invencion, la suspension inicial compuesta del primer medio de dispersion y el cristal de acido tereftalico se alimenta a la boquilla en forma de ciclon dispuesta en una parte superior del aparato de reemplazo del medio de dispersion. El segundo medio de dispersion se alimenta desde una porcion inferior del aparato de reemplazo del medio de dispersion. Desde la parte inferior del aparato de reemplazo del medio de dispersion, se descarga principalmente la suspension reemplazada resultante compuesta del cristal de acido tereftalico y el segundo medio de dispersion, y el primer medio de dispersion se descarga principalmente de la porcion superior.
Cuando una solucion producto de la reaccion de oxidacion en fase liquida se utiliza como la suspension inicial, el primer medio de dispersion es el licor madre de la reaccion de oxidacion que contiene acido acetico como un componente principal. La concentracion de acido tereftalico en dicha suspension inicial es preferentemente de 10 a 40 % en peso, y la concentracion de acido acetico en el primer medio de dispersion es preferentemente de 70 a 100 % en peso. La temperatura de la suspension inicial a alimentar al aparato de reemplazo del medio de dispersion es preferentemente de 80 a 220 °C.
Cuando la suspension inicial se purifica con acido acetico, el segundo medio de dispersion es o bien acido acetico que opcionalmente contiene agua pura o agua pura. La concentracion de agua en el segundo medio de dispersion es preferentemente de 50 a 100 % en peso. Ademas, cuando la suspension inicial se vuelve a dispersar en agua, el segundo medio de dispersion es agua pura.
Cuando un acido tereftalico en bruto se purifica mediante la dispersion en agua, el primer medio de dispersion en la suspension inicial es agua que disuelve las impurezas durante la recristalizacion, y el segundo medio de dispersion es agua pura. La concentracion de acido tereftalico en la suspension inicial es preferentemente de 10 a 40 % en peso. La temperatura de la suspension inicial a alimentar al aparato de reemplazo del medio de dispersion es preferentemente de 100 a 220 °C.
El area de abertura de la salida para descargar la suspension a partir de la boquilla en forma de ciclon, es decir, el area de la abertura dispuesta en el extremo inferior de la porcion cilmdrica es preferentemente de 0,03 hasta 0,8 m2. El numero de las boquillas en forma de ciclon por area en seccion del aparato de reemplazo del medio de dispersion es preferentemente de 0,3 a 2/m2. El numero de las boquillas en forma de ciclon se determina dependiendo del tamano del aparato de reemplazo del medio de dispersion y la region (area de dispersion) a traves de la que se dispersa la suspension inicial descargada desde las boquillas en forma de ciclon. El area de dispersion efectiva de una boquilla en forma de ciclon es generalmente de 3 m2 o menos. Por lo tanto, el numero de las boquillas en forma de ciclon por una unidad de area de la seccion del aparato de reemplazo del medio de dispersion se requiere que sea de ser 0,3/m2 o mas. El numero de las boquillas en forma de ciclon por unidad de area de seccion se puede hacer tan grande como sea posible. Sin embargo, si el numero de las boquillas en forma de ciclon es excesivamente grande, la alimentacion uniforme de la suspension inicial a las respectivas boquillas en forma de ciclon se hace dificil. Por lo tanto, en vista del tamano del aparato utilizado industrialmente y el rendimiento de las boquillas en forma de ciclon, el numero de las boquillas en forma de ciclon superior a 2/m2 es desventajoso para la produccion industrial.
La alimentacion de la suspension a partir de dos o mas boquillas en forma de ciclon se hace por varios metodos. El metodo mas adecuado para la alimentacion uniforme es controlar la velocidad de flujo para cada boquilla en forma de ciclon, pero este metodo es costoso.
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En otro metodo, la alimentacion concentrada de la suspension inicial a alguna boquilla en forma de ciclon se evita mediante el control de la velocidad de flujo por orificios o valvulas sobre la base de la diferencia de presion entre cada par de boquillas en forma de ciclon, que se sumara tecnicamente segun el diseno de la boquilla en forma de ciclon. Este metodo puede ser suficiente en un cierto tamano de aparato. Tomando en cuenta la complejidad de la suspension como un fluido y la precision de la tecnica de calculo, es dificil alimentar uniformemente la suspension a partir de un aparato a gran escala, es decir, un gran numero de boquillas en forma de ciclon.
Segun la invencion, la suspension inicial se alimenta bastante uniformemente en las boquillas en forma de ciclon mediante el dispositivo como se muestra en la figura 4 que tiene una estructura muy simple, en el que dos o mas boquillas en forma de ciclon estan conectadas a un cabezal de anillo y la suspension inicial se alimenta al cabezal de anillo se distribuye a las respectivas boquillas en forma de ciclon. La suspension inicial se alimenta a respectivas boquillas en forma de ciclones a lo largo de una direccion tangencial del cabezal de anillo. Si se alimenta de esta manera, la suspension inicial se alimenta a respectivas boquillas en forma de ciclon, manteniendo el movimiento circular en el cabezal de anillo. La suspension inicial que se alimenta a respectivas boquillas en forma de ciclon se descarga a continuacion en el aparato de reemplazo del medio de dispersion, manteniendo el movimiento circular, y se distribuye y se dispersa mientras se mueve circularmente. Con tal estructura fractal de los flujos de vortice, el primer medio de dispersion en la suspension inicial se sustituye eficazmente con el segundo medio de dispersion. Mediante el uso del cabezal de anillo, la suspension inicial se alimenta de manera uniforme a las respectivas boquillas en forma de ciclon incluso cuando la tasa de flujo de la suspension inicial que se alimenta al cabezal de anillo varia. Este efecto no puede lograrse mediante el metodo de regulation de la velocidad de flujo por orificios o valvulas.
Un ejemplo del aparato de reemplazo del medio de dispersion se muestra en la figura 9. La suspension inicial (cristal de acido tereftalico/primer medio de dispersion) se alimenta a una boquilla en forma de ciclon 16 dispuesta en una parte superior de un tanque de reemplazo 12 hecho de acero inoxidable, etc. a traves de una valvula de alimentacion 14 y un orificio de alimentacion 15. En la operation industrial, el deposito de reemplazo 12 tiene preferentemente un diametro de 0,3 a 7 m y una altura de 1 a 20 m. El diametro de la portion cilindrica de la boquilla en forma de ciclon 16 es preferentemente de 0,1 a 1 m. La velocidad de alimentacion de la suspension inicial para la alimentacion de la boquilla en forma de ciclon 16 no esta particularmente limitada, siempre y cuando la suspension inicial se descargue desde la boquilla en forma de ciclon 16, manteniendo el movimiento circular. Cuando el deposito de reemplazo 12 y la boquilla en forma de ciclon 16 tienen los tamanos mencionados anteriormente, la velocidad de alimentacion es preferentemente de 0,5 a 50 t/h.
El segundo medio de dispersion se alimenta desde un puerto de alimentacion 18 dispuesto en la proximidad de un fondo del tanque de reemplazo 12 a traves de una valvula 17 preferentemente a una velocidad de alimentacion de 0,3 a 40 t/h. El segundo medio de dispersion alimentado fluye hacia arriba en el tanque de reemplazo 12. La suspension inicial descargada desde la boquilla en forma de ciclon 16 se pone en contacto con el flujo hacia arriba del segundo medio de dispersion, y uniformemente distribuido y dispersado en el segundo medio de dispersion en una direccion horizontal, manteniendo el movimiento circular. El cristal de acido tereftalico dispersado sedimenta gravitacionalmente a traves de la fase rica en el segundo medio de dispersion, y la suspension reemplazada compuesta del cristal de acido tereftalico y sobre todo del segundo medio de dispersion se concentra en la parte inferior del deposito de reemplazo 12. La suspension reemplazada se descarga desde un orificio de salida 19 usando una bomba de descarga 13. La temperatura interna del deposito de reemplazo 12 se mantiene preferentemente a 80 hasta 180 °C.
El primer medio de dispersion es forzado hacia arriba por el segundo medio de dispersion ascendente y se descarga fuera del aparato a partir de un puerto de descarga 20.
Ejemplos
Ejemplo 1
Utilizando un aparato experimental como se muestra en la figura 5, se observo el estado de dispersion en un tanque 1 (diametro: 4 m y altura: 2 m). Una suspension en agua de arena que tiene un tamano de particula regulado (tamano medio de particula: 95|jm; concentration de la arena: 35 % en peso) se utilizo como una suspension inicial. La suspension inicial se cargo en el deposito 1 y se distribuyo a un orificio de alimentacion 5 a traves de un medidor de flujo electromagnetico 4 y una valvula de control de flujo 3 mediante el uso de una bomba de circulation 2, mientras que previene que la arena se deposite en el fondo del tanque.
La suspension inicial distribuida se alimenta a la boquilla en forma de ciclon 6, y despues se descarga y se dispersa en el tanque 1, manteniendo el movimiento circular. La estructura de la boquilla en forma de ciclon 6 se muestra en la figura 6. Una porcion de alimentacion 11 para la alimentacion de la suspension inicial se conecta a una porcion cilindrica 10 con el fin de alimentar tangencialmente la suspension inicial. En los extremos verticalmente superior e inferior de la porcion cilindrica 10 (diametro interno: 0,70 m), fueron proporcionadas una abertura 8 (diametro de la abertura: 0,58 m) y una abertura 9 (diametro de la abertura: 0,43 m), respectivamente.
5
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Se tomaron muestras de la suspension a traves de una boquilla de muestreo 7 (dispuesta a una altura de 1,50 m desde el fondo del tanque 1) que era radialmente movible dentro del deposito 1, y se midio la concentracion de la suspension (concentracion de arena en la suspension). Los resultados se muestran en el grafico de la figura 7. Como se ve en la figura 7, la arena se disperso uniformemente en la direccion horizontal.
La suspension se hace circular continuamente durante 6 h, durante las cuales no se produjo obstruccion de la boquilla en forma de ciclon.
Ejemplo comparativo 1
El mismo metodo que en el ejemplo de referencia 1 se repitio excepto que se uso una boquilla de alimentacion hecha de un tubo en forma de L que tiene una abertura hacia abajo en lugar de la boquilla en forma de ciclon, para medir la distribucion de la concentracion de la suspension dentro del tanque 1. Los resultados se muestran en la figura 8. Como se ve la figura 8, la arena se disperso de manera no uniforme en la direccion horizontal.
Ejemplo comparativo 2
La suspension inicial se distribuyo de la misma manera que en el ejemplo comparativo 1, excepto para la fijacion de un dispersador de cable flexible a la boquilla de alimentacion en forma de L usada en el ejemplo comparativo 1. Despues de 10 minutos de iniciar la circulacion, la boquilla de alimentacion se obstruyo.
Ejemplo 2
El uso de un aparato que tiene la misma estructura que se muestra en la figura 9, se llevo a cabo el reemplazo del medio de dispersion a otro. Como el deposito de reemplazo, se utilizo un recipiente cerrado de acero inoxidable con un diametro interno de 30 cm y una altura de 100 cm.
El recipiente cerrado se lleno con agua mantenida a 100 °C. Una suspension inicial compuesta de 30 % en peso de acido tereftalico y agua como primer medio de dispersion se alimento a una velocidad de 770 kg/h a la misma boquilla en forma de ciclon, como se usa en el ejemplo 1. El agua como un segundo medio de dispersion se alimento a una tasa de 560 kg/h desde una porcion inferior del deposito de reemplazo. Desde la parte inferior del deposito de reemplazo, la suspension reemplazada compuesta por un cristal de acido tereftalico y el segundo medio de dispersion fue descargada principalmente. Desde la parte superior del deposito de reemplazo, el primer medio de dispersion fue extraido principalmente. El reemplazo del medio de dispersion por otro se realiza de forma continua durante una semana, durante la cual no se han producido problemas tales como la obstruccion.
La suspension en el tanque de reemplazo se muestreo utilizando una boquilla de muestreo 21 en posiciones horizontalmente diferentes (a una altura de 40 m desde el fondo del tanque de sustitucion), para medir la concentracion de la suspension (concentracion del cristal de acido tereftalico en la suspension). Como se muestra en el grafico de la figura 10, el cristal de acido tereftalico se disperso uniformemente en la direccion horizontal.
Aplicabilidad industrial
En el aparato de acuerdo con la presente invention, se utiliza una boquilla en forma de ciclon que satisface los requisitos especificos. Mediante la alimentacion de una suspension inicial compuesta de un primer medio de dispersion y un cristal de acido tereftalico a traves de una boquilla de este tipo en forma de ciclon, el cristal de acido tereftalico se dispersa uniformemente en la direccion horizontal, y la operation de sustitucion se lleva a cabo de manera estable durante un largo periodo de tiempo.

Claims (4)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato de reemplazo de un medio de dispersion para llevar a cabo un metodo para reemplazar un primer medio de dispersion en una suspension inicial compuesta del primer de medio de dispersion y de cristales de acido tereftalico con un segundo medio de dispersion,
    comprendiendo el aparato de reemplazo del medio de dispersion las siguientes caracteristicas:
    (a) un tanque de sustitucion del medio de dispersion (12),
    (b) una boquilla en forma de ciclon (6, 16) dispuesta en una parte superior del tanque de reemplazo (12), comprendiendo dicha boquilla en forma de ciclon (6, 16) una porcion cilindrica (10) que tiene un eje que se extiende verticalmente y una abertura (9) dispuesta en su extremo inferior,
    (c) una porcion de alimentacion (15) para la alimentacion de la suspension a partir de la boquilla en forma de ciclon,
    (d) un cabezal de anillo al que dos o mas de las boquillas en forma de ciclon (6,16) estan conectadas para la distribucion de la suspension a las respectivas boquillas en forma de ciclon a lo largo de una direccion tangencial del cabezal de anillo,
    (e) una porcion de alimentacion (18) dispuesta en la proximidad de un fondo del tanque de reemplazo (12) para alimentar el segundo medio de dispersion, en donde el segundo medio de dispersion fluye hacia arriba a traves del tanque de reemplazo (12),
    (f) una abertura de descarga (19) para descargar una suspension reemplazada, compuesta principalmente de los cristales de acido tereftalico y el segundo medio de dispersion, desde la parte inferior del deposito de reemplazo (12), y
    (g) un orificio de descarga (20) dispuesto en la parte superior del deposito de reemplazo (12) para descargar principalmente el primer medio de dispersion;
    en donde
    (i) la porcion de alimentacion de (c) esta colocada de manera que la suspension inicial se alimenta tangencialmente a la porcion cilindrica (10) de manera que permita a la suspension empezar a moverse circularmente a lo largo de una pared interior de la porcion cilindrica (10) y
    (ii) la suspension inicial que se mueve circularmente se descarga desde la abertura (9) de la boquilla en forma de ciclon (6, 16) para ponerse en contacto con el segundo medio de dispersion que fluye hacia arriba a traves del deposito de reemplazo (12), dispersando de esta manera la suspension inicial en el segundo medio de dispersion.
  2. 2. El aparato de reemplazo del medio de dispersion segun la reivindicacion 1, en el que la abertura (9) que esta provista en un extremo verticalmente inferior de la boquilla en forma de ciclon (6, 16) esta formada por una pared conica o una placa de disco hueca.
  3. 3. El aparato de reemplazo del medio de dispersion segun la reivindicacion 1, en el que el area de abertura de la abertura de la boquilla en forma de ciclon (6, 16) es de 0,03 a 0,8 m2.
  4. 4. El aparato de reemplazo del medio de dispersion segun la reivindicacion 1, en el que el numero de las boquillas en forma de ciclon (6, 16) por area de la seccion del deposito de reemplazo (12) es de 0,3 a 2/m2.
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