JP6538528B2 - 側方取り出し式の第2の反応器を備える酸化システム - Google Patents
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- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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Description
本出願は、以下の3つのアメリカ合衆国仮出願、すなわち「側方取り出し式の第2の反応器を備える酸化システム」という名称で2010年1月29日に出願されたアメリカ合衆国仮出願シリアル番号第61/299,450号、「側方取り出し式の第2の反応器を備える酸化システム」という名称で2010年1月29日に出願されたアメリカ合衆国仮出願シリアル番号第61/299,453号、「側方取り出し式の第2の反応器を備える酸化システム」という名称で2010年1月29日に出願されたアメリカ合衆国仮出願シリアル番号第61/299,455号の優先権を主張する。これら仮出願の開示内容は、この明細書の記載に矛盾しない範囲でその全体が参考としてこの明細書に組み込まれている。
(態様)
(態様1)
スラリーを気相酸化剤と接触させることによってポリカルボン酸を製造するためのシステムであって、このシステムが、
第1のスラリー出口を有する第1の酸化反応器と;
スラリー入口と、第2のスラリー出口と、法線方向により低い位置にある酸化剤入口と、法線方向により高い位置にある酸化剤入口とを有する第2の酸化反応器を備えていて、
前記スラリー入口が、前記第1のスラリー出口に下流方向の流体流で通じていて、
前記第2の酸化反応器が、その内部に、最大長L s と最大直径D s を有する第2の反応ゾーンを規定しており、
前記法線方向により低い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5L s 未満離れており、
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.5L s 離れており、
前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3L s 〜0.9L s の範囲の距離離れているシステム。
(態様2)
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口と前記法線方向により低い位置にある酸化剤入口が、その両者の間に、前記気相酸化剤を前記第2の反応ゾーンに導入するための完全自由領域を規定していて、前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記完全自由領域の5〜49%の範囲を画定している、態様1に記載のシステム。
(態様3)
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.7L s 離れている、態様1に記載のシステム。
(態様4)
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口がスパージャーを備え、そのスパージャーが複数の酸化剤放出開口部を備えている、態様1に記載のシステム。
(態様5)
前記酸化剤放出開口部の大半が、前記気相酸化剤を法線方向に下向きに放出する方向に向けられている、態様4に記載のシステム。
(態様6)
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記スラリー入口から0.4 L s 未満離れている、態様1に記載のシステム。
(態様7)
前記第2の酸化反応器が、法線方向により高い位置にある酸化剤入口を少なくとも2つ備え、そのそれぞれが、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.5L s 離れている、態様1に記載のシステム。
(態様8)
前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5L s 〜0.8L s の範囲の距離離れていて、前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から9D s 〜15D s の範囲の距離離れている、態様1に記載のシステム。
(態様9)
前記反応ゾーンが、14:1〜28:1の範囲のL s :D s 比を有する、態様1に記載のシステム。
(態様10)
前記第1の酸化反応器が気泡塔反応器であり、前記第2の酸化反応器が気泡塔反応器であり、前記第1の酸化反応器が、その内部に第1の反応ゾーンを規定し、前記第2の反応ゾーンに対する前記第1の反応ゾーンの体積比が、4:1〜50:1の範囲である、態様1に記載のシステム。
(態様11)
酸化によって生じたスラリーを気相酸化剤と接触させることによってポリカルボン酸を製造するためのシステムであって、このシステムが、
第1のスラリー出口を有する第1の酸化反応器と;
スラリー入口と、第2のスラリー出口と、法線方向により低い位置にある酸化剤入口と、法線方向により高い位置にある酸化剤入口とを有する第2の酸化反応器を備えていて、
前記スラリー入口が、前記第1のスラリー出口に下流方向の流体流で通じていて、
前記第2の酸化反応器が、その内部に、最大長L s と最大直径D s を有する第2の反応ゾーンを規定しており、
前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3L s 〜0.9L s の範囲の距離離れていて、
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記スラリー入口の上方に0.4L s 未満離れているシステム。
(態様12)
前記法線方向により低い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3 L s 未満離れている、態様11に記載のシステム。
(態様13)
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.7L s 離れている、態様11に記載のシステム。
(態様14)
前記法線方向により高い位置にある酸化剤入口がスパージャーを備え、そのスパージャーが複数の酸化剤放出開口部を備えている、態様11に記載のシステム。
(態様15)
前記酸化剤放出開口部の大半が、前記気相酸化剤を法線方向に下向きに放出する方向に向けられている、態様14に記載のシステム。
(態様16)
前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5L s 〜0.8L s の範囲の距離離れていて、前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から9D s 〜15D s の範囲の距離離れている、態様11に記載のシステム。
(態様17)
前記反応ゾーンが、14:1〜28:1の範囲のL s :D s 比を有する、態様11に記載のシステム。
(態様18)
前記第1のスラリー出口と前記スラリー入口とが鉛直方向で実質的に同じ高さに位置し、かつ、前記第1のスラリー出口と前記スラリー入口とが実質的にまっすぐで実質的に水平な導管を介して流体連絡している、態様11に記載のシステム。
(態様19)
前記第1の酸化反応器が気泡塔反応器であり、前記第2の酸化反応器が気泡塔反応器である、態様11に記載のシステム。
(態様20)
前記第1の酸化反応器が、その内部に第1の反応ゾーンを規定し、その第1の反応ゾーンと前記第2の反応ゾーンの体積比が、4:1〜50:1の範囲である、態様11に記載のシステム。
(態様21)
ポリカルボン酸組成物を製造する方法であって、
(a)第1の酸化反応器の中に規定されている第1の反応ゾーンにおいて、酸化可能な化合物を含む第1の多相反応媒体を酸化することによって第1のスラリーを製造し;
(b)第2の酸化反応器の中に規定されている第2の反応ゾーンにおいて、前記第1のスラリーの少なくとも一部を気相酸化剤と接触させることにより、第2のスラリーを製造する操作を含んでいて、
前記第2の反応ゾーンが最大長L s と最大直径D s を持ち、
前記気相酸化剤の第1の部分が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.5L s 離れた第1の酸化剤入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入され、
前記気相酸化剤の前記第1の部分が、前記第2の反応ゾーンに導入される前記気相酸化剤の全体積の5〜49%を占め、
前記第1のスラリーの少なくとも一部が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3L s 〜0.9L s の範囲の距離離れたスラリー入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入され、
前記気相酸化剤の第2の部分が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3L s 未満離れた第2の酸化剤入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入される方法。
(態様22)
前記気相酸化剤の第1の部分が、前記第2の反応ゾーンに導入される気相酸化剤の全体積の5〜35%の範囲を占めており、前記第1の酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.7L s 離れている、態様21に記載の方法。
(態様23)
前記第1の酸化剤入口領域が、前記スラリー入口領域から0.4L s 以内にある、態様21に記載の方法。
(態様24)
前記気相酸化剤の少なくとも一部と前記第1のスラリーの少なくとも一部を前記第2の反応ゾーンの中で合わせて第2の多相反応媒体を形成し、その第2の多相反応媒体の全体積を体積が同じ20個の個別の水平なスライスに理論的に分割するとき、隣り合ったどの2つの水平なスライスも、合計した時間平均体積平均酸素含量が7重量部/100万(“ppmw”)未満でない、態様21に記載の方法。
(態様25)
前記水平なスライスのうち時間平均体積平均酸素含量が7ppmw未満であるものはない、態様24に記載の方法。
(態様26)
前記第1のスラリーの少なくとも75重量%が前記スラリー入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入され、前記スラリー入口領域が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5L s 〜0.8L s の範囲の距離離れている、態様21に記載の方法。
(態様27)
前記第1のスラリーと前記第2のスラリーが、それぞれ、液相のパラ-トルイル酸を含んでおり、前記第2のスラリーに含まれる液相パラ-トルイル酸の時間平均体積平均濃度が、前記第1のスラリーに含まれる液相パラ-トルイル酸の時間平均体積平均濃度の50%未満である、態様21に記載の方法。
(態様28)
前記酸化可能な化合物がパラ-キシレンであり、前記ポリカルボン酸がテレフタル酸であり、前記気相酸化剤が空気である、態様21に記載の方法。
(態様29)
前記第1の酸化反応器が気泡塔反応器であり、前記第2の酸化反応器が気泡塔反応器である、態様21に記載の方法。
(態様30)
前記反応ゾーンが14:1〜28:1の範囲のL s :D s 比を有する、態様21に記載の方法。
Claims (23)
- パラ-キシレンの酸化によって生じたスラリーと空気である気相酸化剤とを接触させることによってテレフタル酸を製造するための装置であって、この装置が、
第1のスラリー出口を有する第1の酸化反応器と;
スラリー入口と、第2のスラリー出口と、鉛直方向により低い位置にある酸化剤入口と、鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口とを有する第2の酸化反応器を備えていて、
前記スラリー入口が、前記第1のスラリー出口に下流で流体連絡しており、
前記第2の酸化反応器が、その内部に、最大長Lsと最大直径Dsを有する第2の反応ゾーンを規定しており、
前記鉛直方向により低い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5Ls未満離れており、
前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.5Ls離れており、
前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5Ls〜0.9Lsの範囲の距離離れており、
前記第1の酸化反応器が気泡塔反応器であり、前記第2の酸化反応器が気泡塔反応器である、装置。 - 前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口を通じて導入される気相酸化剤の第1の部分が、前記第2の反応ゾーンに導入される気相酸化剤の全体積の5〜49%の範囲を占める、請求項1に記載の装置。
- 前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.7Ls離れている、請求項1に記載の装置。
- 前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口がスパージャーを備え、そのスパージャーが複数の酸化剤放出開口部を備えている、請求項1に記載の装置。
- 前記酸化剤放出開口部の50%超が、前記気相酸化剤を鉛直方向に下向きに放出する方向に向けられている、請求項4に記載の装置。
- 前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記スラリー入口から0.4 Ls未満離れている、請求項1に記載の装置。
- 前記第2の酸化反応器が、鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口を少なくとも2つ備え、そのそれぞれが、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.5Ls離れている、請求項1に記載の装置。
- 前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5Ls〜0.8Lsの範囲の距離離れていて、前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から9Ds〜15Dsの範囲の距離離れている、請求項1に記載の装置。
- 前記第2の反応ゾーンが、14:1〜28:1の範囲のLs:Ds比を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の酸化反応器が、その内部に第1の反応ゾーンを規定し、前記第2の反応ゾーンに対する前記第1の反応ゾーンの体積比が、4:1〜50:1の範囲である、請求項1に記載の装置。
- パラ-キシレンの酸化によって生じたスラリーと空気である気相酸化剤とを接触させることによってテレフタル酸を製造するための装置であって、この装置が、
第1のスラリー出口を有する第1の酸化反応器と;
スラリー入口と、第2のスラリー出口と、鉛直方向により低い位置にある酸化剤入口と、鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口とを有する第2の酸化反応器を備えていて、
前記スラリー入口が、前記第1のスラリー出口に下流で流体連絡しており、
前記第2の酸化反応器が、その内部に、最大長Lsと最大直径Dsを有する第2の反応ゾーンを規定しており、
前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3Ls〜0.9Lsの範囲の距離離れていて、
前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記スラリー入口の上方に0.4Ls未満離れており、
前記第1の酸化反応器が気泡塔反応器であり、前記第2の酸化反応器が気泡塔反応器であり、
前記鉛直方向により低い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3 Ls未満離れている、装置。 - 前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.7Ls離れている、請求項11に記載の装置。
- 前記鉛直方向により高い位置にある酸化剤入口がスパージャーを備え、そのスパージャーが複数の酸化剤放出開口部を備えている、請求項11に記載の装置。
- 前記酸化剤放出開口部の50%超が、前記気相酸化剤を鉛直方向に下向きに放出する方向に向けられている、請求項13に記載の装置。
- 前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5Ls〜0.8Lsの範囲の距離離れていて、前記スラリー入口が、前記第2の反応ゾーンの底部から9Ds〜15Dsの範囲の距離離れている、請求項11に記載の装置。
- 前記第2の反応ゾーンが、14:1〜28:1の範囲のLs:Ds比を有する、請求項11に記載の装置。
- 前記第1のスラリー出口と前記スラリー入口とが鉛直方向で実質的に同じ高さに位置し、かつ、前記第1のスラリー出口と前記スラリー入口とが実質的にまっすぐで実質的に水平な導管を介して流体連絡している、請求項11に記載の装置。
- 前記第1の酸化反応器が、その内部に第1の反応ゾーンを規定し、その第1の反応ゾーンと前記第2の反応ゾーンとの体積比が、4:1〜50:1の範囲である、請求項11に記載の装置。
- テレフタル酸組成物を製造する方法であって、
(a)第1の酸化反応器の中に規定されている第1の反応ゾーンにおいて、酸化可能な化合物を含む第1の多相反応媒体を酸化することによって第1のスラリーを製造し、ここで前記酸化可能な化合物はパラキシレンを含み;
(b)第2の酸化反応器の中に規定されている第2の反応ゾーンにおいて、前記第1のスラリーの少なくとも一部を気相酸化剤と接触させることにより、第2のスラリーを製造し、ここで前記気相酸化剤は空気である、の操作を含んでいて、
前記第2の反応ゾーンが最大長Lsと最大直径Dsを持ち、
前記気相酸化剤の第1の部分が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.5Ls離れた第1の酸化剤入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入され、
前記気相酸化剤の前記第1の部分が、前記第2の反応ゾーンに導入される前記気相酸化剤の全体積の5〜49%の範囲を占め、
前記第1のスラリーの少なくとも一部が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3Ls〜0.9Lsの範囲の距離離れたスラリー入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入され、
前記気相酸化剤の第2の部分が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.3Ls未満離れた第2の酸化剤入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入され、
前記第1の酸化反応器が気泡塔反応器であり、前記第2の酸化反応器が気泡塔反応器である、方法。 - 前記気相酸化剤の第1の部分が、前記第2の反応ゾーンに導入される気相酸化剤の全体積の5〜35%の範囲を占めており、前記第1の酸化剤入口領域が、前記第2の反応ゾーンの底部から少なくとも0.7Ls離れている、請求項19に記載の方法。
- 前記第1の酸化剤入口領域が、前記スラリー入口領域から0.4Ls以内にある、請求項19に記載の方法。
- 前記第1のスラリーの少なくとも75重量%が前記スラリー入口領域で前記第2の反応ゾーンに導入され、前記スラリー入口領域が、前記第2の反応ゾーンの底部から0.5Ls〜0.8Lsの範囲の距離離れている、請求項19に記載の方法。
- 前記第2の反応ゾーンが14:1〜28:1の範囲のLs:Ds比を有する、請求項19に記載の方法。
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