Claims (40)
1. Способ, включающий окисление окисляемого соединения в жидкой фазе многофазной реакционной среды, содержащейся в одном или более реакторов первичного окисления, причем указанная реакционная среда содержит первый отдельный 20%-ный сплошной объем, имеющий первую пространственно-временную скорость кислорода (STR кислорода), и второй отдельный 20%-ный сплошной объем, имеющий вторую STR кислорода, причем отношение указанной первой STR кислорода к указанной второй STR кислорода составляет по меньшей мере примерно 1,5:1.1. A method comprising oxidizing an oxidizable compound in the liquid phase of a multiphase reaction medium contained in one or more primary oxidation reactors, said reaction medium containing a first separate 20% continuous volume having a first spatio-temporal oxygen velocity (STR oxygen), and a second separate 20% continuous volume having a second oxygen STR, wherein the ratio of said first oxygen STR to said second oxygen STR is at least about 1.5: 1.
2. Способ по п.1, причем указанное окисляемое соединение является ароматическим соединением.2. The method according to claim 1, wherein said oxidizable compound is an aromatic compound.
3. Способ по п.1, причем указанное окисляемое соединение является пара-ксилолом.3. The method according to claim 1, wherein said oxidizable compound is para-xylene.
4. Способ по п.3, причем отношение указанной первой STR кислорода к указанной второй STR кислорода лежит в интервале от примерно 2:1 до примерно 12:1.4. The method according to claim 3, wherein the ratio of said first STR of oxygen to said second STR of oxygen lies in the range from about 2: 1 to about 12: 1.
5. Способ по п.3, причем указанный первый отдельный 20%-ный сплошной объем имеет первую концентрацию кислорода, а указанный второй отдельный 20%-ный сплошной объем имеет вторую концентрацию кислорода, причем указанные первая и вторая концентрации кислорода измерены в газовой фазе указанной реакционной среды как усредненные по времени и по объему мольные концентрации, в расчете на влажное состояние, причем отношение указанной первой концентрации кислорода к указанной второй концентрации кислорода составляет по меньшей мере примерно 1,5:1.5. The method according to claim 3, wherein said first separate 20% continuous volume has a first oxygen concentration, and said second separate 20% continuous volume has a second oxygen concentration, said first and second oxygen concentrations being measured in the gas phase of said the reaction medium as molar concentrations averaged over time and volume, based on the wet state, wherein the ratio of said first oxygen concentration to said second oxygen concentration is at least about 1.5: 1.
6. Способ по п.5, причем отношение указанной первой концентрации кислорода к указанной второй концентрации кислорода находится в интервале от примерно 2:1 до примерно 12:1.6. The method according to claim 5, wherein the ratio of said first oxygen concentration to said second oxygen concentration is in the range from about 2: 1 to about 12: 1.
7. Способ по п.5, причем указанная первая концентрация кислорода составляет от примерно 3 до примерно 18 мол.%, а указанная вторая концентрация кислорода составляет от примерно 0,3 до примерно 5 мол.%.7. The method according to claim 5, wherein said first oxygen concentration is from about 3 to about 18 mol%, and said second oxygen concentration is from about 0.3 to about 5 mol%.
8. Способ по п.3, причем указанные первый и второй отдельные 20%-ные сплошные объемы находятся в разных реакционных аппаратах.8. The method according to claim 3, wherein said first and second separate 20% continuous volumes are in different reaction apparatuses.
9. Способ по п.3, причем указанный один или более реакторов первичного окисления включают первый реакционный аппарат и второй реакционный аппарат, причем указанный первый и второй реакционные аппараты содержат соответственно первую и вторую доли указанной реакционной среды.9. The method according to claim 3, wherein said one or more primary oxidation reactors comprise a first reaction apparatus and a second reaction apparatus, said first and second reaction apparatuses comprising, respectively, a first and second fraction of said reaction medium.
10. Способ по п.9, причем указанные первая и вторая доли реакционной среды имеют соответственно первую и вторую усредненные по аппарату STR кислорода, причем отношение указанной первой усредненной по аппарату STR кислорода к указанной второй усредненной по аппарату STR кислорода составляет по меньшей мере примерно 2:1.10. The method according to claim 9, wherein said first and second proportions of the reaction medium have first and second oxygen averaged over the apparatus STR, respectively, wherein the ratio of said first oxygen averaged over apparatus STR to said second oxygen averaged over apparatus STR is at least about 2 :one.
11. Способ по п.10, причем отношение указанной первой усредненной по аппарату STR кислорода к указанной второй усредненной по аппарату STR кислорода находится в интервале от примерно 3:1 до примерно 15:1.11. The method according to claim 10, wherein the ratio of said first oxygen averaged over apparatus STR to said second oxygen averaged over apparatus STR is in the range from about 3: 1 to about 15: 1.
12. Способ по п.9, причем указанный способ включает, кроме того, введение потока окислителя, содержащего молекулярный кислород, в указанный первый реакционный аппарат, причем по меньшей мере примерно 25 мол.% молекулярного кислорода, выходящего из указанного первого реакционного аппарата, переносится в указанный второй реакционный аппарат.12. The method according to claim 9, wherein said method further includes introducing a stream of an oxidizing agent containing molecular oxygen into said first reaction apparatus, wherein at least about 25 mol% of molecular oxygen leaving said first reaction apparatus is transferred into said second reaction apparatus.
13. Способ по п.12, причем по меньшей мере примерно 10 мол.% молекулярного кислорода, перенесенного из указанного первого реакционного аппарата в указанный второй реакционный аппарат, расходуется в указанном втором реакционном аппарате.13. The method of claim 12, wherein at least about 10 mol% of molecular oxygen transferred from said first reaction apparatus to said second reaction apparatus is consumed in said second reaction apparatus.
14. Способ по п.1, причем указанные первый и второй отдельные 20%-ные сплошные объемы находятся в одном и том же реакционном аппарате.14. The method according to claim 1, wherein said first and second separate 20% continuous volumes are in the same reaction apparatus.
15. Способ по п.1, причем указанные один или более реакторов первичного окисления включают по меньшей мере одну барботажную колонну реакторного типа.15. The method according to claim 1, wherein said one or more primary oxidation reactors comprise at least one reactor type bubbler column.
16. Способ по п.1, причем указанные один или более реакторов первичного окисления включают по меньшей мере один реактор с механическим перемешиванием.16. The method according to claim 1, wherein said one or more primary oxidation reactors comprise at least one mechanically stirred reactor.
17. Способ по п.1, причем указанная реакционная среда является трехфазной реакционной средой.17. The method according to claim 1, wherein said reaction medium is a three-phase reaction medium.
18. Способ по п.1, причем указанное окисление приводит к тому, что по меньшей мере примерно 10 мас.% указанного окисляемого соединения образует твердые частицы в указанной реакционной среде.18. The method according to claim 1, wherein said oxidation causes at least about 10 wt.% Of said oxidizable compound to form solid particles in said reaction medium.
19. Способ по п.1, причем указанное окисление проводится в присутствии каталитической системы, содержащей кобальт.19. The method according to claim 1, wherein said oxidation is carried out in the presence of a catalytic system containing cobalt.
20. Способ по п.19, причем указанная каталитическая система, кроме того, включает бром и марганец.20. The method according to claim 19, and the specified catalytic system, in addition, includes bromine and manganese.
21. Способ по п.1, причем указанное окисление в указанном одном или более реакторах первичного окисления приводит к образованию терефталевой кислоты в указанной реакционной среде, причем указанный способ включает, кроме того, подвергание по меньшей мере части указанной терефталевой кислоты окислению в реакторе вторичного окисления.21. The method according to claim 1, wherein said oxidation in said one or more primary oxidation reactors leads to the formation of terephthalic acid in said reaction medium, said method further comprising subjecting at least a portion of said terephthalic acid to oxidation in a secondary oxidation reactor .
22. Способ по п.21, причем указанное окисление в указанном реакторе вторичного окисления проводится при средней температуре по меньшей мере примерно на 10°C больше, чем указанное окисление в указанных реакторах первичного окисления.22. The method according to item 21, and the specified oxidation in the specified secondary oxidation reactor is carried out at an average temperature of at least about 10 ° C more than the specified oxidation in these primary oxidation reactors.
23. Способ по п.21, причем указанное окисление в указанном реакторе вторичного окисления проводится при средней температуре, которая от примерно 20 до примерно 80°C больше, чем средняя температура указанных реакторов первичного окисления, причем указанное окисление в указанных реакторах первичного окисления проводится при средней температуре в диапазоне от примерно 140 до примерно 180°C, причем указанное окисление в указанном реакторе вторичного окисления проводится при средней температуре в диапазоне от примерно 180 до примерно 220°C.23. The method according to item 21, and the specified oxidation in the specified secondary oxidation reactor is carried out at an average temperature that is from about 20 to about 80 ° C more than the average temperature of these primary oxidation reactors, and the specified oxidation in these primary oxidation reactors an average temperature in the range of about 140 to about 180 ° C, said oxidation in said secondary oxidation reactor being carried out at an average temperature in the range of about 180 to about 220 ° C.
24. Способ по п.1, причем указанное окисление приводит к образованию частиц технической терефталевой кислоты в указанной реакционной среде, причем представительный образец указанных частиц технической терефталевой кислоты имеет одну или более следующих характеристик:24. The method according to claim 1, wherein said oxidation leads to the formation of particles of technical terephthalic acid in said reaction medium, wherein a representative sample of said particles of technical terephthalic acid has one or more of the following characteristics:
(i) содержит менее примерно 12 м.д. мас. 4,4-дикарбоксистильбена (4,4-DCS),(i) contains less than about 12 ppm. wt. 4,4-dicarboxylstilbene (4,4-DCS),
(ii) содержит менее примерно 800 м.д. мас. изофталевой кислоты (IPA),(ii) contains less than about 800 ppm. wt. isophthalic acid (IPA),
(iii) содержит менее примерно 100 м.д. мас. 2,6-дикарбоксифлуоренона (2,6-DCF),(iii) contains less than about 100 ppm. wt. 2,6-dicarboxyfluorenone (2,6-DCF),
(iv) имеет коэффициент пропускания на 340 нанометрах (%T340) более примерно 25%.(iv) has a transmittance at 340 nanometers (% T 340 ) of more than about 25%.
25. Способ по п.1, причем указанное окисление приводит к образованию частиц технической терефталевой кислоты в указанной реакционной среде, причем представительный образец указанных частиц технической терефталевой кислоты за одну минуту растворяется в ТГФ до концентрации по меньшей мере примерно 500 м.д., при испытании определенным здесь тестом на растворение во времени.25. The method according to claim 1, wherein said oxidation leads to the formation of particles of technical terephthalic acid in said reaction medium, wherein a representative sample of said particles of technical terephthalic acid dissolves in THF to a concentration of at least about 500 ppm in one minute, at test defined here by the test for dissolution in time.
26. Способ по п.1, причем указанное окисление приводит к образованию частиц технической терефталевой кислоты в указанной реакционной среде, причем представительный образец указанных частиц технической терефталевой кислоты имеет постоянную времени "C" больше, чем примерно 0,5 мин-1, как определено по описанной здесь модели растворения во времени.26. The method according to claim 1, wherein said oxidation leads to the formation of particles of technical terephthalic acid in said reaction medium, wherein a representative sample of said particles of technical terephthalic acid has a time constant “C” of greater than about 0.5 min −1 , as determined according to the model of dissolution in time described here.
27. Способ по п.1, причем указанное окисление приводит к образованию частиц технической терефталевой кислоты в указанной реакционной среде, причем представительный образец указанных частиц технической терефталевой кислоты имеет среднюю удельную поверхность по БЭТ больше, чем примерно 0,6 м2/г.27. The method according to claim 1, wherein said oxidation leads to the formation of particles of technical terephthalic acid in said reaction medium, wherein a representative sample of said particles of technical terephthalic acid has an average BET specific surface area of greater than about 0.6 m 2 / g.
28. Способ по п.1, причем указанное окисление приводит к образованию частиц технической терефталевой кислоты в указанной реакционной среде, причем указанный представительный образец указанных частиц технической терефталевой кислоты имеет средний размер частиц в диапазоне от примерно 20 до примерно 150 мкм.28. The method according to claim 1, wherein said oxidation leads to the formation of particles of technical terephthalic acid in said reaction medium, said representative sample of said particles of technical terephthalic acid having an average particle size in the range of from about 20 to about 150 microns.
29. Способ по п.1, причем указанное окисление приводит к образованию частиц технической терефталевой кислоты в указанной реакционной среде, причем представительный образец указанных частиц технической терефталевой кислоты имеет размер частиц D(v,0,9) в диапазоне от примерно 30 до примерно 150 мкм.29. The method according to claim 1, wherein said oxidation leads to the formation of particles of technical terephthalic acid in said reaction medium, wherein a representative sample of said particles of technical terephthalic acid has a particle size D (v, 0.9) in the range of from about 30 to about 150 microns.
30. Способ, включающий30. A method comprising
(a) введение потока сырья, содержащего окисляемое соединение, в реакционную зону барботажной колонны реакторного типа;(a) introducing a stream of feed containing an oxidizable compound into the reaction zone of a bubble column reactor type;
(b) введение потока окислителя, содержащего молекулярный кислород, в указанную реакционную зону; и(b) introducing a stream of oxidizing agent containing molecular oxygen into said reaction zone; and
(c) окисление по меньшей мере части указанного окисляемого соединения в жидкой фазе многофазной реакционной среды, содержащейся в указанной реакционной зоне реактора первичного окисления, причем указанное окисление проводится так, что если указанную реакционную зону теоретически разделить на 30 горизонтальных слоев одинакового объема, один горизонтальный объем O2-max имеет максимальную концентрацию кислорода из всех указанных 30 горизонтальных слоев, и один горизонтальный слой O2-min имеет минимальную концентрацию кислорода из всех горизонтальных слоев, расположенных выше указанного горизонтального слоя O2-max, причем указанная концентрация кислорода измерена в газовой фазе указанной реакционной среды как усредненная по времени и по объему мольная концентрация, в расчете на влажное состояние, причем отношение концентрации кислорода в указанном горизонтальном слое O2-max к концентрации кислорода в указанном горизонтальном слое O2-min составляет по меньшей мере примерно 2:1.(c) oxidizing at least a portion of said oxidizable compound in the liquid phase of a multiphase reaction medium contained in said reaction zone of a primary oxidation reactor, said oxidation being carried out so that if said reaction zone is theoretically divided into 30 horizontal layers of the same volume, one horizontal volume O 2 -max has a maximum oxygen concentration of all 30 horizontal layers indicated, and one horizontal O 2 -min layer has a minimum oxygen concentration of all horizontal ontal layers located above the specified horizontal layer O 2 -max, and the indicated oxygen concentration was measured in the gas phase of the specified reaction medium as the molar concentration averaged over time and volume, calculated on the wet state, and the ratio of the oxygen concentration in the specified horizontal layer O 2 -max to the oxygen concentration in the specified horizontal layer of O 2 -min is at least about 2: 1.
31. Способ по п.30, причем отношение концентрации кислорода в указанном горизонтальном слое O2-max к концентрации кислорода в указанном горизонтальном слое O2-min находится в диапазоне от примерно 3:1 до примерно 15:1.31. The method according to clause 30, and the ratio of the oxygen concentration in the specified horizontal layer of O 2 -max to the oxygen concentration in the specified horizontal layer of O 2 -min is in the range from about 3: 1 to about 15: 1.
32. Способ по п.30, причем указанное окисляемое соединение содержит пара-ксилол, причем указанное окисление проводится так, что если указанную реакционную зону теоретически разделить на 30 горизонтальных слоев равного объема, горизонтальный слой pX-max имеет максимальную концентрацию пара-ксилола из всех указанных 30 горизонтальных слоев, а горизонтальный слой pX-min имеет минимальную концентрацию пара-ксилола из всех горизонтальных слоев, находящихся выше указанного горизонтального слоя pX-max, причем указанная концентрация пара-ксилола измерена в жидкой фазе указанной реакционной среды как усредненная по времени и по объему массовая концентрация, причем отношение концентрации пара-ксилола в указанном горизонтальном слое pX-max к концентрации пара-ксилола в указанном горизонтальном слое pX-min составляет по меньшей мере примерно 5:1.32. The method according to claim 30, wherein said oxidizable compound contains para-xylene, wherein said oxidation is carried out so that if the said reaction zone is theoretically divided into 30 horizontal layers of equal volume, the horizontal pX-max layer has a maximum concentration of para-xylene from all these 30 horizontal layers, and the horizontal pX-min layer has a minimum concentration of para-xylene from all horizontal layers above the specified horizontal pX-max layer, and the indicated concentration of para-xylene is measured and in the liquid phase of the specified reaction medium as a mass concentration averaged over time and volume, the ratio of the concentration of para-xylene in the specified horizontal layer pX-max to the concentration of para-xylene in the specified horizontal layer pX-min is at least about 5: 1 .
33. Способ по п.30, причем указанная реакционная среда имеет максимальную ширину (W), максимальную высоту (H) и отношение H:W по меньшей мере примерно 3:1.33. The method of claim 30, wherein said reaction medium has a maximum width (W), a maximum height (H), and an H: W ratio of at least about 3: 1.
34. Способ по п.33, причем указанное отношение H:W составляет по меньшей мере примерно 6:1.34. The method according to claim 33, wherein said H: W ratio is at least about 6: 1.
35. Способ по п.33, причем основная часть указанного молекулярного кислорода входит в указанную реакционную зону в пределах примерно 0,25W от низа указанной реакционной зоны.35. The method according to p, and the main part of the specified molecular oxygen is included in the specified reaction zone within about 0.25 W from the bottom of the specified reaction zone.
36. Способ по п.33, причем по меньшей мере примерно 50 мас.% указанного окисляемого соединения входит в указанную реакционную зону в пределах примерно 2,5W от самой нижней точки, где указанный молекулярный кислород вводится в указанную реакционную зону.36. The method according to claim 33, wherein at least about 50 wt.% Of the oxidizable compound is included in said reaction zone within about 2.5 W from the lowest point where said molecular oxygen is introduced into said reaction zone.
37. Способ по п.33, причем указанный поток сырья вводится в указанную реакционную зону через несколько загрузочных отверстий, причем по меньшей мере два из указанных загрузочных отверстий отделены друг от друга по высоте по меньшей мере на примерно 0,5W.37. The method according to claim 33, wherein said feed stream is introduced into said reaction zone through several feed openings, wherein at least two of said feed openings are separated by at least about 0.5W in height.
38. Способ по п. 33, причем указанное окисляемое соединение является пара-ксилолом.38. The method of claim 33, wherein said oxidizable compound is para-xylene.
39. Способ по п.33, причем указанное окисление заставляет по меньшей мере примерно 10 мас.% указанного окисляемого соединения образовывать твердую фазу в указанной реакционной среде.39. The method according to claim 33, wherein said oxidation causes at least about 10% by weight of said oxidizable compound to form a solid phase in said reaction medium.
40. Способ по п.33, причем указанное окисление проводится в присутствии каталитической системы, содержащей кобальт, бром и марганец.40. The method according to p, and the specified oxidation is carried out in the presence of a catalytic system containing cobalt, bromine and manganese.