TR201802949T4 - Yandan sürgülü bir sekonder reaktöre sahip oksidasyon sistemi. - Google Patents
Yandan sürgülü bir sekonder reaktöre sahip oksidasyon sistemi. Download PDFInfo
- Publication number
- TR201802949T4 TR201802949T4 TR2018/02949T TR201802949T TR201802949T4 TR 201802949 T4 TR201802949 T4 TR 201802949T4 TR 2018/02949 T TR2018/02949 T TR 2018/02949T TR 201802949 T TR201802949 T TR 201802949T TR 201802949 T4 TR201802949 T4 TR 201802949T4
- Authority
- TR
- Turkey
- Prior art keywords
- reaction zone
- oxidant
- reaction
- percent
- reactor
- Prior art date
Links
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 178
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims description 166
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims abstract description 194
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 63
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 63
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 236
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 163
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 162
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 claims description 115
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 96
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 90
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 77
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 73
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 72
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- LPNBBFKOUUSUDB-UHFFFAOYSA-N p-toluic acid Chemical compound CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 LPNBBFKOUUSUDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 3
- QBPFLULOKWLNNW-UHFFFAOYSA-N chrysazin Chemical compound O=C1C2=CC=CC(O)=C2C(=O)C2=C1C=CC=C2O QBPFLULOKWLNNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZWLPBLYKEWSWPD-UHFFFAOYSA-N o-toluic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1C(O)=O ZWLPBLYKEWSWPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 16
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 40
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 30
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 28
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 24
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 23
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 20
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 16
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 16
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 15
- GOUHYARYYWKXHS-UHFFFAOYSA-N 4-formylbenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C=O)C=C1 GOUHYARYYWKXHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 10
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 9
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 9
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 7
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 6
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 6
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 239000001431 2-methylbenzaldehyde Substances 0.000 description 4
- IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N Acetaldehyde Chemical compound CC=O IKHGUXGNUITLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 4
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 210000001072 colon Anatomy 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 210000002105 tongue Anatomy 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- ARCGXLSVLAOJQL-UHFFFAOYSA-N trimellitic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 ARCGXLSVLAOJQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 3
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000008376 fluorenones Chemical class 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 3
- FXLOVSHXALFLKQ-UHFFFAOYSA-N p-tolualdehyde Chemical compound CC1=CC=C(C=O)C=C1 FXLOVSHXALFLKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- CQQSQBRPAJSTFB-UHFFFAOYSA-N 4-(bromomethyl)benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(CBr)C=C1 CQQSQBRPAJSTFB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N dimethyl terephthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=C(C(=O)OC)C=C1 WOZVHXUHUFLZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000010795 gaseous waste Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N terephthalaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=C(C=O)C=C1 KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 1,2-xylene;hydrate Chemical compound O.CC1=CC=CC=C1C MARCAKLHFUYDJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZZBNLYBHUDSHF-DHLKQENFSA-N 1-[(3s,4s)-4-[8-(2-chloro-4-pyrimidin-2-yloxyphenyl)-7-fluoro-2-methylimidazo[4,5-c]quinolin-1-yl]-3-fluoropiperidin-1-yl]-2-hydroxyethanone Chemical compound CC1=NC2=CN=C3C=C(F)C(C=4C(=CC(OC=5N=CC=CN=5)=CC=4)Cl)=CC3=C2N1[C@H]1CCN(C(=O)CO)C[C@@H]1F WZZBNLYBHUDSHF-DHLKQENFSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N butyric aldehyde Natural products CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical group 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000739 chaotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000005111 flow chemistry technique Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- OVWYEQOVUDKZNU-UHFFFAOYSA-N m-tolualdehyde Chemical compound CC1=CC=CC(C=O)=C1 OVWYEQOVUDKZNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002762 monocarboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
- C07C51/255—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
- C07C51/265—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
- B01J19/1862—Stationary reactors having moving elements inside placed in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
- B01J19/1868—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a loop-type movement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C63/00—Compounds having carboxyl groups bound to a carbon atoms of six-membered aromatic rings
- C07C63/14—Monocyclic dicarboxylic acids
- C07C63/15—Monocyclic dicarboxylic acids all carboxyl groups bound to carbon atoms of the six-membered aromatic ring
- C07C63/26—1,4 - Benzenedicarboxylic acid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00186—Controlling or regulating processes controlling the composition of the reactive mixture
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Oksijen kaynağının bir oksitlenme sonrası reaktörüne dikey olarak bölünmesi için işlem ve tertibat açıklanmaktadır. Ayrıca, orta seviyede bir girişteki bir oksitlenme sonrası reaktörüne reaksiyon ortamı sağlamak için işlem ve tertibat açıklanmaktadır. Bu gibi tertibat ve işlem, oksidasyon sonrası reaktörü boyunca oksijen gerekliliğinin azaltılmasına yardımcı olabilir.
Description
TARIFNAME
YANDAN SÜRGÜLÜ BIR SEKONDER REAKTÖRE SAHIP OKSIDASYON SISTEMI
ILGILI BASVURULARA ILISKIN ÇAPRAZ-REFERANS
Bu basvuru, asagidaki üç U.S. Provizyonel Basvuru Seri
Numarasina öncelik verilmesini talep etmektedir: 29 Ocak
2010'da dosyalanan "YANDAN SÜRGÜYE SAHIP SEKONDER REAKTÖRLÜ
Oksidasyon Sistemi" baslikli U.S. Provizyonel Basvuru Seri No.
SEKONDER REAKTÖRLÜ Oksidasyon Sistemi" baslikli U.S.
dosyalanan "YANDAN SÜRGÜYE SAHIP SEKONDER REAKTÖRLÜ Oksidasyon
Sistemi" baslikli U.S. Provizyonel Basvuru Seri No.
61/299,455.
ALT YAPI
1. Bulusun Alani
Bu bulus genel olarak bir polikarboksilik asit bilesimi
üretimi için bir islemle ilgilidir. Bulusun bir yönü, daha
sonra aritima ve ayrilmaya tabi tutulabilen bir dialkil
aromatik bilesigin (Örnegin, ham tereftalik asit üretmek üzere
(para-ksilen)) kismi oksidasyonu ile ilgilidir. Bulusun baska
bir yönü, daha etkili ve ekonomik bir oksidasyon islemi
saglayan gelistirilmis bir reaktör sistemi ile ilgilidir.
2. Ilgili Teknigin Açiklamasi
Sivi fazli oksidasyon reaksiyonlari, çesitli mevcut ticari
islemlerde kullanilir. Örnegin, sivi-fazli oksidasyon, halen,
aldehitlerin asitlere (ör., propiyonaldehid ila propionik
asidin) oksidasyonu, sikloheksanin adipik aside oksidasyonu ve
alkil aromatiklerin alkoller, asitler ya da diasitlere
oksidasyonu için kullanilmaktadir. Ikinci kategorideki (alkil
aromatiklerin oksidasyonu) özellikle önemli bir ticari
oksidasyon islemi, para-ksilen `in tereftalik aside sivi-fazli
katalitik kismi oksidasyonudur. Tereftalik asit, çesitli
uygulamalarla önemli bir bilesimdir. Tereftalik asidin
birincil kullanimi, polietilen tereftalatin ("PET") üretiminde
hammadde olarak kullanimidir. PET, sise, elyaf ve ambalaj gibi
ürünlerin yapiminda dünyanin her yerinde büyük miktarda
kullanilan bilinen bir plastiktir.
Para-ksilenin tereftalik aside kismi oksidasyonu da dâhil
olmak üzere tipik bir sivi faz oksidasyon isleminde, bir sivi
fazli besleme akisi ve bir gaz fazli oksidan akimi bir
reaktöre konur ve reaktörde bir çok fazli reaksiyon ortami
olusturur. Reaktöre verilen sivi-fazli besleme akisi, gaz-
fazli oksidan akisi moleküler oksijen ihtiva ederken en az bir
oksitlenebilir organik. bilesik (örnegin para-ksilen) içerir.
Reaktöre gaz olarak verilen moleküler oksijenin en azindan bir
kismi sivi fazli reaksiyon için oksijen kullanilabilirligini
saglamak üzere reaksiyon ortaminin sivi fazina karisir. Çok
fazli reaksiyon ortami sivi fazinin yetersiz bir moleküler
oksijen konsantrasyonunu içerirse (yani, reaksiyon ortaminin
belirli bölümleri "oksijene aç birakilmissa"), arzu edilmeyen
yan reaksiyonlar yabanci maddeler üretebilir ve/veya istenen
reaksiyonlar oran olarak geri alabilir. Reaksiyon ortaminin
sivi fazi çok az ndktarda oksitlenebilir bilesik içeriyorsa,
reaksiyon orani istenmeyen derecede yavas olabilir. Ayrica,
reaksiyon ortaminin sivi fazi oksitlenebilir` bilesigin fazla
miktarda bir konsantrasyonunu içeriyorsa, ilave arzu edilmeyen
yan reaksiyonlar yabanci madde üretebilir.
Geleneksel sivi fazli oksidasyon reaktörleri, içerisindeki
çok-fazli reaksiyon ortamini karistirmak için çalkalama
araçlari ile donatilmistir. Reaksiyon ortaminin çalkalanmasi,
reaksiyon ortaminin sivi fazi içine moleküler oksijenin
çözünmesini tesvik etmek, reaksiyon ortaminin sivi fazinda
nispeten esit konsantrasyonlarda çözünmüs oksijen muhafaza
etmek ve reaksiyon ortaminin sivi fazinda nispeten esit
konsantrasyonlarda oksitlenebilir organik bilesik muhafaza
etme çabasiyla saglanir.
Sivi faz oksidasyonu geçiren reaksiyon ortaminin çalkalanmasi,
çogunlukla kaplardaki mekanik çalkalama araçlari, örnegin
sürekli karistirmali tank reaktörleri ("CSTR'ler"), ile
saglanir. Her ne kadar CSTR'ler reaksiyonu ortaminin› tamamen
karismasini saglayabilirlerse de, CSTR'lerin bir takim
dezavantajlari vardir. Örnegin, pahali motorlar, sivi
sizdirmaz rulmanlar ve tahrik milleri ve/veya kompleks
karistirma mekanizmalari gereksinimi nedeniyle CSTR'lerin
nispeten yüksek bir yatirim maliyeti vardir. Ayrica,
geleneksel CSTR'lerin dönen ve/veya titresen mekanik
bilesenleri düzenli bakim gerektirir. Bu tür bakimlarla
iliskili isçilik ve kapanma süresi, CSTR'lerin isletme
maliyetini arttirir. Bununla birlikte, düzenli bakimla bile,
CSTR'lerde kullanilan mekanik çalkalama sistemleri mekanik
arizaya yatkindir ve nispeten kisa periyotlar içerisinde
degistirilmeleri gerekebilir.
Kabarcik kolon reaktörleri, CSTR'ler ve diger mekanik olarak
çalkalanan oksidasyon reaktörlerine cazip bir alternatif
olusturmaktadir. Kabarcik kolon reaktörleri, pahali ve
güvenilmez mekanik ekipman gerektirmeden reaksiyon ortaminin
çalkalanmasini saglar. Kabarcik kolon reaktörleri tipik olarak
içinde reaksiyon ortaminin bulundugu uzunlamasina dik bir
reaksiyon bölgesini içerir. Reaksiyon ortaminin reaksiyon
bölmesinde çalkalanmasi, öncelikle reaksiyon ortaminin sivi
fazindan yükselen dogal kabarciklarin kaldirma etkisi
vasitasiyla saglanmaktadir. Kabarcik kolon reaktörlerinde
saglanan bu dogal kaldirma çalkalamasi, mekanik olarak
çalkalanan reaktörlere göre sermaye ve bakim maliyetlerini
düsürür. Ayrica, kabarcik kolon reaktörleri ile iliskili
hareketli mekanik parçalarin mevcut olmamasi, mekanik olarak
çalkalanan reaktörlere göre mekanik ariza yapmaya daha az
yatkin bir oksidasyon sistemi saglar.
Para-ksilenin sivi-fazli kismi oksidasyonu, geleneksel bir
oksidasyon reaktöründe (CSTR ya da kabarcik kolonlu)
gerçeklestirildiginde, reaktörden çekilen ürün tipik olarak
ham tereftalik asit ("CTA") ve bir ana çözelti içeren bir
bulamaçtir. CTA, kendisini PET üretimi için bir besleme stoku
olarak uygun olmayan hale getiren nispeten yüksek düzeylerde
yabanci Haddeler (örnegin, 4-karboksibenzaldehid, para-toluik
asit, florenonlar ve diger renk cisimleri) ihtiva etmektedir.
Bu nedenle, geleneksel oksidasyon reaktörlerinde üretilen CTA,
tipik olarak, CTA'yi PET yapimi için uygun saflastirilmis
tereftalik asit ("PTA") haline dönüstüren bir aritma islemine
tabi tutulmaktadir.
Eastman Chem. Co.'ya aittir), oksitlenebilir bir bilesigin
sivi-fazli oksidasyonunu gerçeklestirmek için bir islem ve
tertibati açiklamaktadiru Bu sivi fazli oksidasyon, nispeten
düsük sicakliklarda oldukça etkili bir reaksiyon saglayan bir
kabarcik kolon reaktöründe gerçeklestirilmektedir. Oksitlenmis
bilesik para-ksilen ve oksidasyon reaksiyonundan elde edilen
ürün ham tereftalik asit (CTA) oldugunda, bu CTA ürünü,
CTA'nin geleneksel bir yüksek sicaklikta oksidasyon islemi ile
olusturulmasi durumunda olabileceginden daha ekonomik
tekniklerle saflastirilabilir ve ayrilabilir.
Sivi faz oksidasyon reaksiyonlari tekniginde ilerleme
kaydedilmesine ragmen, halen iyilestirmelere ihtiyaç
duyulmaktadir.
BULUSUN KISA AÇIKLAMASI
Istem 1'e göre nevcut bulusun bir uygulamasi, bir bulamacin
bir gaz-fazli oksidan ile temas ettirilerek bir tereftalik
asit üretmek için bir sistemle ilgilidir. Bu uygulamanin
sistemi, bir primer bulamaç çikisi içeren bir birinci
oksidasyon reaktörü ve bir bulamaç girisi, sekonder bir
bulamaç çikisi, normal olarak bir alt oksidan girisi ve normal
olarak bir üst oksidan girisi içeren bir ikincil oksidasyon
reaktöru içerir. Bu uygulamada, bulamaç girisi, birinci
bulamaç çikisiyla asagi akis iletisimi içindedir, ikincil
oksidasyon reaktörü içinde maksimum uzunlugu Ls olan bir
ikincil reaksiyon bölgesini tanimlar, normal olarak alt
oksidan girisi, sekonder reaksiyon bölgesinin tabanindan
O.5Ls'ten daha içeri yerlestirilmistir ve normal olarak üst
oksidan girisi sekonder reaksiyon bölgesinin tabanindan en az
0.5 Ls içeri yerlestirilmistir. Sistem ayrica istem 1'de
tanimlanmaktadir.
Bu bulusun bir baska uygulamasi, istem lO'a göre bir
polikarboksilik asit bilesimi hazirlamaya yönelik bir yöntem
ile ilgilidir. Bu uygulamanin yöntemi (a) oksitlenebilir bir
bilesik içeren bir birinci çok fazli reaksiyon ortaminin
primer bir oksidasyon reaktöründe tanimlanan primer reaksiyon
bölgesinde oksidasyona tabi tutularak bir birinci bulamaç elde
edilmesini; ve (b) birinci bulamacin en azindan bir bölümünün,
bir sekonder oksidasyon reaktöründe tanimlanan bir sekonder
reaksiyon bölgesinde bir gaz fazli oksidan ile temas
ettirilmesi ve böylece bir ikinci bulamaç elde edilmesini
içermektedir. Bu uygulamada, sekonder reaksiyon bölgesi en
fazla uzunluk Ls'ye sahiptir, gaz fazli oksidanin bir birinci
kismi gaz fazli oksidanin birinci kisminin, sekonder reaksiyon
bölgesine giren gaz-fazli oksidanin toplani hacminin. yaklasik
yüzde 5 ila yaklasikr 49'unu olusturdugu sekonder reaksiyon
bölgesinin tabanindan en az 0,5LS içeride bulunan birinci
oksidan girisi bölümünden sekonder reaksiyon bölgesine
verilir. Yöntem ayrica istem lO'da tanimlanmaktadir.
SEKILLERIN KISA AÇIKLAMALARI
Bulusun 'uygulamalari, ekteki çizini sekillerine atfen asagida
ayrintili olarak tarif edilmistir:
SEKIL 1, bu bulusun bir uygulamasina uygun olarak yapilmis bir
oksidasyon reaktörünün, özellikle besleme, oksidan ve geri
akislarinin reaktöre girmesini, reaktörde bir çok-fazli
reaksiyon ortaminin mevcudiyetinin ve sirasiyla reaktörün
üstünden ve tabanindan bir gaz ve bulamaç çikarilmasini
gösteren yan görüntüsüdür;
SEKIL 2, birincil oksidasyon reaktöründeki bir yandan sürgüden
bir bulamaç alan bir harici sekonder oksidasyon reaktörü ile
donatilmis bir kabarcik kolon reaktörünün yandan görünümüdür;
SEKIL 3 SEKIL 2'deki 3-3 hatti boyunca alinan, yandan sürgüye
sahip reaktörün genisletilmis kesitsel bir alttan görünüsüdür,
özellikle bir oksidan akisinin reaktöre en az bir kismini
sokmak için kullanilan bir üst oksidan püskürtücünün konumunu
ve konfigürasyonunu göstermektedir;
SEKIL 4, özellikle reaksiyon ortaminin, reaksiyon ortamindaki
belirli gradyanlarin nicellestirilmesi için teorik olarak esit
hacimde 30 yatay dilim olarak bölünmüs halde gösteren çok
fazli bir reaksiyon ortami içeren bir kabarcik kolon
reaktörünün yandan bir görünüsüdür;
SEKIL 5 çok fazli bir reaksiyon ortami içeren, özellikle
farkli oksijen konsantrasyonlari ve/veya oksijen tüketim
oranlarina sahip reaksiyon ortaminin birinci ve ikinci ayrik
yüzde 20'lik kesintisiz hacimlerini gösteren bir kabarcik
kolon reaktörünün yandan görünüsüdür; ve
SEKIL 6, bu bulusun bir uygulamasina uygun olarak PTA yapmak
üzere bir islemin basitlestirilmis bir islem akisi
diyagramidir.
DETAYLI AÇIKLAMA
Mevcut bulusun çesitli uygulamalari, oksitlenebilir bir
bilesigin sivi faz kismi oksidasyonuyla ilgilidir. Bu
oksidasyon, bir veya daha fazla çalkalanan reaktörde bulunan
çok fazli bir reaksiyon ortaminin sivi fazinda
gerçeklestirilebilir. Bu bulusa göre çalkalanmis reaktörler,
kabarciklarla çalkalanan reaktörler (örnegin kabarcik kolon
reaktörleri), mekanik olarak çalkalanan reaktörler (örnegin,
devamli karistirilan tank reaktörleri) ve akisli çalkalanan
reaktörlerdir (örnegin jet reaktörleri). Bu bulusa uygun
olarak, sivi faz oksidasyonu, en az bir kabarcik kolon
reaktöru kullanilarak gerçeklestirilebilir.
Burada kullanildigi sekliyle "kabarcik kolon reaktörü" terimi,
çok-fazli bir reaksiyon ortaminda kimyasal reaksiyonlari
kolaylastirmak için bir reaktörü belirtip; burada reaksiyon
ortaminin çalkalanmasi esasen reaktör ortami boyunca gaz
kabarciklarinin yukari dogru hareket ettirilmesi ile saglanir.
Burada kullanilan "çalkalama" terimi, akiskan akisina ve/veya
karistirmaya neden olan reaksiyon ortami içine dagilmis isi
belirtecektir. Burada kullanilan "çogunluk", "öncelikli" ve
gelecektir. Burada kullanildigi sekliyle "mekanik çalkalama"
terimi, kati veya esnek element(ler)in reaksiyon ortamina
karsi veya bunun içinde fiziksel hareketiyle olusan reaksiyon
ortaminin çalkalanmasini belirtecektir. Örnegin, mekanik
çalkalama, reaksiyon ortaminda bulunan iç karistiricilar,
kürekler, titrestiricileri veya akustik diyaframlarin dönüsü,
salinimi ve/Veya titresimi ile saglanabilir. Burada
kullanildigi sekliyle "akiskan çalkalama" terimi, yüksek hizli
enjeksiyon ve/veya reaksiyon ortaminda bir veya daha fazla
sivinin devridaimiyle olusan reaksiyon ortaminin
çalkalanmasini belirtecektir. Örnegin, akiskan çalkalama
püskürtücüler, ejektörler ve/Veya edüktörler tarafindan
saglanabilir.
Çesitli uygulamalardar mekanikr ve/veya akiskan çalkalama ile
saglanan oksidasyon esnasinda kabarcik kolon reaktörü içindeki
reaksiyon ortaminin çalkalamasinin yüzdesi yaklasik yüzde
40'tan az, yüzde 20'den az veya yüzde 5'ten az olabilir. Ek
olarak, oksidasyon esnasinda çok fazli reaksiyon ortamina
uygulanan mekanik ve/veya akiskan çalkalama miktari, reaksiyon
ortaminin metre küpü basina yaklasik 3 kilovattan az, metreküp
basina yaklasik› 2 kilovattan az ya da metre küp basina 1
kilovattan daha az olabilir.
SEKIL l'e istinaden, bir kabarcik kolon reaktörü (20), bir
reaksiyon bölümü (24) ve bir ayristirma bölümüne (26) sahip
olan bir tank kabugu (22) içerir sekilde gösterilmektedir.
Reaksiyon bölümü (24), bir reaksiyon bölgesini (28)
tanimlarken, ayristirma bölümü (26), bir ayristirma bölgesini
(30) tanimlar. Agirlikli olarak bir sivi-faz besleme akimi
besleme girisleri 32a, b, c, d vasitasiyla reaksiyon bölgesine
(28) sokulabilir. Agirlikli olarak bir gaz-fazli oksidan
akimi, reaksiyon bölgesinin (28) alt bölümünde yer alan bir
oksidan distribütörü (34) vasitasiyla reaksiyon bölgesi (28)
içine sokulabilir. Sivi fazli besleme akimi ve gaz-fazli
oksidan akimi, birlikte reaksiyon bölgesi (28) içerisinde bir
çok fazli reaksiyon ortamini (36) olusturur. Çesitli
uygulamalarda, çok fazli reaksiyon ortami (36) bir sivi faz ve
bir gaz fazi içerebilir. Diger çesitli uygulamalarda, çok
fazli reaksiyon ortami (36), kati faz, sivi faz ve gaz fazi
bilesenlerine sahip üç fazli bir ortam içerebilir. Reaksiyon
ortaminin (36) kati-faz bileseni, reaksiyon ortaminin (36)
sivi fazinda gerçeklestirilen oksidasyon reaksiyonunun bir
sonucu olarak reaksiyon bölgesi (28) içinde çökebilir.
Kabarcik kolon reaktörü (20), reaksiyon bölgesinin (28)
tabanina yakin bir yere konumlandirilmis bir bulamaç çikisi
(38) ve ayristirma bölgesinin (30) tepesine yakin bir yere
konumlandirilmis olan bir gaz çikisi (40) içerir. Reaksiyon
ortaminin (36) sivi-faz ve kati-faz bilesenlerini içeren bir
bulamaç atigi, reaksiyon bölgesinden (28), bulamaç çikisi (38)
vasitasiyla çekilebilirken, agirlikli olarak gaz halindeki bir
atik ayristirma bölgesinden (30) gaz çikisi (40) vasitasiyla
çekilebilir.
Besleme girisleri 32a, b, c, d vasitasiyla kabarcik kolon
reaktörüne (20) girilen sivi-fazli besleme akimi,
oksitlenebilir bir bilesik, bir çözücü ve bir katalizör
sistemi içerebilir.
Sivi fazli besleme akiminda bulunan oksitlenebilir bilesik, en
az bir hidrokarbil grubu içerebilir. Çesitli uygulamalarda
oksitlenebilir bilesik aromatik bir bilesik olabilir. Ayrica,
oksitlenebilir bilesik, en az bir eklenmis hidrokarbil grubu
veya en az bir eklenmis ikame edilmis hidrokarbil grubu veya
en az bir eklenmis heteroatom veya en az bir eklenmis
karboksilik asit fonksiyonu (-COOH) olan aromatik bir bilesik
olabilir. Bir veya daha fazla uygulamada oksitlenebilir
bilesik, en az bir eklenmis hidrokarbil grubu olan aromatik
bir bilesik veya her bir eklenmis grubun 1 ila 5 karbon atomu
içerdigi en az bir adet eklenmis ikame edilmis hidrokarbil
grubu olabilir. Ek olarak, oksitlenebilir bilesik her bir ekli
grubun tam olarak bir karbon atomu içerdigi ve metil gruplari
ve/veya ikame edilmis metil gruplari ve/veya en fazla bir
karboksilik asit grubu içerdigi tam olarak iki eklenmis gruba
sahip bir aromatik bilesik olabilir. Oksitlenebilir bilesik
olarak kullanim için uygun bilesiklerin örnekleri bunlarla
sinirli olmamak üzere para ksilen, meta-ksilen, para-
tolualdehit, meta-tolualdehit, para-toluik asit, meta-toluik
asit ve/veya asetaldehiti içermektedir. Bu bulusa uygun
olarak, oksitlenebilir bilesik para-ksilen içerir.
Burada tanimlandigi sekliyle bir "hidrokarbil grubu", sadece
hidrojen atomlarina veya diger karbon atomlarina baglanan en
az bir karbon atomudur. Burada tanimlandigi sekliyle bir
az bir hidrojen atomuna bagli en az bir karbon atomudur.
Burada tanimlandigi sekliyle "heteroatomlar", karbon ve
hidrojen atomlari disindaki tüm atomlardir. Burada
tanimlandigi gibi aromatik bilesikler bir aromatik halka
içerir. Bu tür aromatik bilesikler, en az 6 karbon atomuna
sahip olabilir ve Çesitli uygulamalarda halkanin bir parçasi
olarak sadece karbon atomlarina sahip olabilirler. Bu tür
aromatik halkalarin uygun örnekleri, bunlarla sinirli olmamak
üzere, benzen, bifenil, terfenil, naftalin ve diger karbon
bazli kaynasmis aromatik halkalari içermektedir.
Sivi fazli besleme akimindar bulunan Oksitlenebilir bilesik,
normalde kati bir bilesik (yani, standart sicaklik ve basinçta
bir katidir) ise, Oksitlenebilir bilesik, reaksiyon bölgesine
(28) getirildiginde çözelti içinde büyük ölçüde çözünebilir.
Oksitlenebilir bilesigin atmosfer basincindaki kaynama noktasi
en az yaklasik 50 ° C, yaklasik 80 ila yaklasik 400°C
araliginda veya 125 ila 155°C araliginda olabilir. Sivi fazli
beslemede bulunan Oksitlenebilir bilesik miktari agirlikça
yaklasik yüzde 2 ila yaklasik yüzde 40, agirlikça yaklasik
yüzde 4 ila yaklasik yüzde 20 veya agirlikça yüzde 6 ila
yaklasik yüzde 15 arasinda bir agirlik araliginda olabilir.
Sivi fazli beslemede bulunan Oksitlenebilir bilesigin, iki
veya daha fazla farkli Oksitlenebilir kimyasalin bir
kombinasyonunu içerebilecegi kaydedilmistir. Bu iki veya daha
fazla farkli kimyasal malzeme, sivi fazli besleme akisinda
karistirilarak beslenebilir veya ayri ayri çoklu besleme
akislarina beslenebilir. Örnegin, para-ksilen, meta-ksilen,
para-tolualdehid, para-toluik asit ve asetaldehit ihtiva eden
oksitlenebilir bir bilesik, tek bir giris veya ayri çoklu
girisler vasitasiyla reaktöre beslenebilir.
Sivi fazli besleme akiminda bulunan çözücü bir asit bileseni
ve bir su bileseni içerebilir. Çözücü sivi faz besleme
akiminda yaklasik. yüzde 60 ila yaklasik 98 agirlik. yüzdesi
araliginda, yüzde 80 ila 96 agirlik yüzdesi araliginda veya
yüzde 85 ila 94 agirlik yüzdesi araliginda bir konsantrasyonda
mevcut olabilir. Çözücünün asit bileseni, esas olarak 1-6
karbon atomuna veya 2 karbon atomuna sahip organik düsük
molekül agirlikli bir Hwnokarboksilik asit olabilir. Çesitli
uygulamalarda, çözücünün asit bileseni esas olarak asetik asit
olabilir. Asit bileseni su olma veya esasen su olma dengesine
göre çözücünün agirlikça en az yaklasik yüzde 75'i, çözücünün
en az yaklasik yüzde 80'i veya çözücünün agirlikça yüzde 85
ila 98'i araligini olusturur. Kabarcik kolonu reaktörüne (20)
verilen çözücü, örnegin para-tolualdehit, tereftaldehit, 4-
karboksibenzaldehit ("4-CBA"), benzoik asit, para-toluik asit,
para-toluik aldehit, alfa-bromo-para-toluik asit, izoftalik
asit, ftalik asit, trimelitik asit, poliaromatikler ve/Veya
uzaklastirilmis parçaciklar gibi küçük Iniktarda safsizliklar
içerebilir. Çesitli uygulamalarda kabarcik kolon reaktörüne
(20) girilen çözücü içindeki toplam safsizlik miktari,
agirlikça yüzde 3'ün altinda olabilir.
Sivi fazli besleme akiminda bulunan katalizör sistemi,
oksitlenebilir bilesigin oksidasyonunu (kismi oksidasyon
dâhil) artirabilen homojen, sivi fazli bir katalizör sistemi
olabilir. Çesitli uygulamalarda, katalizör sistemi en az bir
çok degerlikli iletken metal içerebilir. Bir veya daha fazla
uygulamada çok degerlikli iletken metal kobalt içerebilir. Ek
olarak katalizör sistemi kobalt ve brom içerebilir. Ayrica
katalizör sistemi kobalt, brom ve manganez içerebilir.
Katalizör sisteminde kobalt mevcut oldugunda sivi fazli
besleme akisinda bulunan kobalt miktari, reaksiyon ortaminin
(36) sivi fazindaki kobalt konsantrasyonunun agirlikça
yaklasik milyonda 300 ila 6000 parça ("ppmw") araliginda,
3.000 ppmw araliginda degisebilecegi sekilde saglanir.
Katalizör sisteminde brom mevcut oldugunda, sivi faz besleme
akiminda bulunan brom miktari, reaksiyon ortaminin (36) sivi
fazindaki brom konsantrasyonunun yaklasik 300 ila yaklasik
veya 900 ila 3,000 ppmw araliginda tutulacagi sekilde
olabilir. Katalizör sisteminde manganez mevcut oldugunda, sivi
faz besleme akisinda bulunan manganez miktari, reaksiyon
ortaminin (36) sivi fazindaki manganez konsantrasyonunun
yaklasik 20 ila yaklasik 1000 ppmw araliginda, yaklasik 40 ila
yaklasik 500 ppmw araliginda veya 50 ila 200 ppmw araliginda
tutulacagi sekilde olabilir.
Yukarida saglanan reaksiyon ortaminin (36) sivi fazindaki
kobalt, bromin ve/veya manganez konsantrasyonlari zaman
ortalamali ve hacim esasina dayali olarak ifade edilir. Burada
kullanilan "zaman ortalamasi" terimi, en az 100 saniyelik
sürekli bir süre boyunca esit olarak alinan en az 10 ölçümün
ortalamasi anlamina gelecektir. Burada kullanilan "hacim
ortalamasi" terimi, belirli bir hacim boyunca ayni 3 boyutlu
aralikta alinan en az 10 ölçümün ortalamasini belirtmelidir.
Reaksiyon bölgesine (28) sokulan katalizör sistemindeki
kobaltin broma (Co: Br) agirlik orani yaklasik 0,25: 1 ila
yaklasik 4: 1 araliginda, yaklasik 0,5: 1 ila yaklasik 3 :1
arasinda bir aralikta veya 0,75: 1 ila 2: l araliginda
olabilir. Reaksiyon bölgesine (28) sokulan katalizör
sistemindeki kobaltin manganeze (Co: Mn) agirlik orani
yaklasik 0.3: 1 ila yaklasik 40: l araliginda, yaklasik 5: 1
ila yaklasik 30:l veya 10: 1 ila 25: l araliginda olabilir.10
Kabarcik kolon reaktörüne (20) verilen sivi faz besleme akimi,
örnegin tolüen, etilbenzen, paratolaldehit, tereftaldehit, 4-
CBA, benzoik asit, para-toluik asit, para-toluik aldehit, alfa
-bromo-para-toluik asit, izoftalik asit, ftalik asit;
trimelitik asit, poliaromatikler ve/veya uzaklastirilmis
parçaciklar gibi küçük miktarlarda yabanci madde içerebilir.
Kabarcik kolon reaktörü (20), tereftalik asit üretimi için
kullanildigindan, meta-ksilen ve orto-ksilen de safsiz
maddeler olarak kabul edilir. Çesitli düzeneklerde kabarcik
kolon reaktörüne (20) girilen sivi faz besleme akimindaki
safsizliklarin toplam miktari, agirlikça yüzde 3'ün altinda
olabilir.
SEKIL l oksitlenebilir bilesim, çözücü ve katalizör sisteminin
birlikte karistirildigi ve kabarcik kolon reaktörüne (20) tek
bir besleme akisi halinde verildigi bir uygulamayi tasvir
etmesine ragmen alternatif bir uygulamada oksitlenebilir
bilesik, çözücü ve katalizör kabarcik kolonu reaktörüne (20)
ayri ayri sokulabilir. Örnegin, saf para-ksilen akimi, çözücü
ve katalizör giris(ler)inden ayri bir giris vasitasiyla
kabarcik kolon reaktörüne (20) beslenmek mümkündür.
Oksidan püskürtücü (34) vasitasiyla kabarcik kolon reaktörüne
(20) verilen agirlikli olarak gaz-fazli oksidan akisi,
moleküler` oksijen (on içerir. Çesitli uygulamalarda oksidan
akisi yaklasik yüzde 5 ila yaklasik yüzde 40 mol araligi
içinde moleküler oksijen, yaklasik yüzde 15 ila yaklasik yüzde
mol araligi içinde moleküler oksijen veya yaklasik yüzde 18
ila yüzde 24 mol araligi içinde moleküler oksijen içerir.
Oksidan akisinin dengesi öncelikle nitrojen gibi oksidasyona
karsi inert olan bir gaz veya gazlardan olusabilir. Bir veya
daha fazla uygulamada oksidan akisi esas olarak moleküler
oksijen ve nitrojenden olusabilir. Çesitli uygulamalarda
oksidan akisi, yaklasik yüzde 21 mol moleküler oksijen ve
yüzde 78 ila yaklasik yüzde 81 mol azot içeren kuru hava
olabilir. Diger uygulamalarda gaz fazli oksidan
zenginlestirilmis hava olabilir ve agirlikça yüzde 25 mol,
55 mol, yüzde 60 mol, yüzde 70 mol veya yüzde 80 mol moleküler
oksijen içerebilir. Hali hazirda. diger 'uygulamalarda. oksidan
akisi, esas olarak saf oksijen içerebilir.
SEKIL l'e istinaden, kabarcik kolon reaktörü (20), reaksiyon
ortaminin (36) bir üst yüzeyinin (44) üzerine yerlestirilen
bir geri akis distribütörü (42) ile donatilabilir. Geri akis
distribütörü (42), teknikte bilinen herhangi bir damlacik
olusumu vasitasiyla tahliye bölgesine (30) agirlikli olarak
bir sivi faz geri akis akisinin damlaciklarini sokacak sekilde
çalistirilabilir. Çesitli uygulamalarda, geri akis
distribütörü (42), reaksiyon ortaminin (36) üst yüzeyine (44)
dogru asagi dogru yönlendirilen bir püskürtülmüs damla
üretebilir. Damlaciklarin asagi dogru püskürtülmesi,
ayristirma bölgesinin (30) maksimum yatay enine kesit alaninin
en az yaklasik yüzde 50'sini, en az yaklasik yüzde 75'ini veya
en azindan yüzde 90'ini etkileyebilir (diger bir deyisle
etkilesimde bulunur ve etkileyebilir). Bu asagi dogru sivi
geri akis spreyi reaksiyon ortaminin (36) üst yüzeyinde (44)
köpürmeyi önlemeye yardimci olabilir ve ayni zamanda, gaz
çikisina (40) dogru yukariya dogru hareket eden gaza giren
herhangi bir sivi veya bulamaç damlaciklarinin ayrilmasina
yardimci olabilir. Ayrica, sivi geri akis, gaz çikisi (40)
yoluyla ayristirma bölgesinden (30) geri çekilen gaz halindeki
çikis maddesinden çikan partiküllerin ve potansiyel olarak
çökelen bilesiklerin (örnegin çözünmüs benzoik asit, para-
toluik asit, 4-CBA, tereftalik asit ve katalizör metal
tuzlari) miktarini azaltmak üzere hizmet edebilir. Ilaveten,
geri akis damlaciklarinin ayristirma bölgesine (30) dâhil
edilmesi, gaz çikisi (40) yoluyla çekilen gaz halindeki atik
maddenin bilesiminin ayarlanmasi için bir damitma islemi ile
kullanilabilir.
Geri akis distribütörü (42) vasitasiyla kabarcik kolon
reaktörüne (20) girilen sivi geri akis akimi, kabarcik kolon
reaktörüne (20) girilen besleme girisleri 32a, b, c, d
vasitasiyla sivi faz besleme akisinin çözücü bileseni ile ayni
veya yaklasik ayni bilesime sahip olabilir. Böylece, sivi geri
akisi, bir asit bileseni ve su içerebilir. Geri akisin asit
bileseni, 1-6 karbon atomuna veya 2 karbon atomuna sahip düsük
molekül agirlikli bir organik monokarboksilik asit olabilir.
Çesitli uygulamalarda, geri akisin asit bileseni, asetik asit
olabilir. Ayrica, asit bileseni, denge su veya basta su olarak
geri akisin agirlikça en az yaklasik yüzde 75'ini, geri akisin
agirlikça en az yaklasik yüzde 80'i veya geri akisin yüzde 85
ila 98 agirlik yüzdesi araligini olusturabilir. Geri akis,
tipik olarak, sivi-faz besleme akisindaki çözücü ile ayni veya
esasen ayni bilesime sahip olabileceginden, bu açiklama,
reaktöre verilen "toplam çözücü" ye isaret ettiginde, söz
konusu "toplam çözücü", hem geri akisin hem de besleme
akisinin çözücü kismini içerir.
Kabarcik. kolon reaktöründeki (20) sivi faz oksidasyonu
esnasinda, gaz, bulamaç atik akimlari büyük ölçüde sürekli
olarak reaksiyon bölgesi (28) içerisinden çekilirken, besleme,
oksidan ve geri akis reaksiyon bölgesi (28) içine hemen hemen
sürekli olarak sokulabilir. Burada kullanilan "esas itibariyla
sürekli" terimi, 10 dakikadan kisa bir süre boyunca kesintiye
ugramis en az 10 saatlik bir süre anlamina gelir. Oksitleme
sirasinda, oksitlenebilir bilesik (para-ksilen), reaksiyon
bölgesine (28) esasen devamli olarak saatte yaklasik en az
8,000 kilogramlik bir oranda, saatte yaklasik 15,000 ila
yaklasik 200,000 kilogram arasinda bir oranda, saatte yaklasik
sokulabilir. Gelen besleme, oksidan ve geri akis hizlari
önemli derecede sabit olabilmesine ragmen, simdi bir
uygulamanin karistirma ve kütle transferini iyilestirmek için
gelen besleme, oksidan ve/veya geri akisin titresimli olarak
tasarlandigi belirtilmektedir. Gelen besleme, oksidan ve/veya
geri akis darbeli bir biçimde verildiginde, akis oranlari,
burada belirtilen sabit durum akis hizlarinin yaklasik yüzde 0
ila yaklasik yüzde SOO'ü, sabit durum akis hizlarinin yaklasik
yüzde 30 ila yaklasik yüzde ZOO'ü arasinda ya da burada
belirtilen sabit durum akis hizlarinin 6 80 ila 6 120'si
içerisinde degisebilir.
Kabarcik kolon oksidasyon reaktörü (20) içindeki ortalama
mekân-zaman reaksiyon hizi ("STR"), birim zaman basina birim
(36) reaksiyon hacmi birimi basina beslenen oksitlenebilir
bilesigin kütlesi olarak tanimlanmaktadir (örnegin, kübik
basina para-ksilen kilogrami metre/5.). Geleneksel kullanimda,
ürüne dönüstürülmeyen oksitlenebilir bilesini miktari, STR'yi
hesaplamadan önce besleme akisindaki oksitlenebilir bilesigin
miktarindan çikarilir. Bununla birlikte, dönüstürme ve verim,
burada belirtilen oksitlenebilir bilesiklerin birçogu için
(örnegin, para-ksilen) genellikle yüksektir ve buradaki terimi
yukarida belirtildigi gibi tanimlamak uygundur. Sermaye
maliyeti ve isletme envanteri nedeniyle digerleri arasinda
reaksiyon yüksek. bir STR ile yapilabilir. Bununla. birlikte,
reaksiyonun giderek daha yüksek bir seviyede yapmak, kismi
oksidasyonun kalitesini veya verimini etkileyebilir. Kabarcik
kolon reaktörü (20), oksitlenebilir bilesigin (para-ksilen)
STR'si, s.te metreküp basina yaklasik 25 kilogram. metreküp
("kg/m3/s.") ilâ yaklasik 400 kg/m3/s. araliginda, yaklasik 30
kg/m3/s. ilâ yaklasik 250 kg/m3/s. araliginda, yaklasik 35
kg/m3/s. ilâ yaklasik 150 kg/m3/s. araliginda veya 40 kg/m3/s.
ilâ lOO kg/mÂ/s. araliginda oldugunda özellikle yararli
olabilir.
Kabarcikr kolon oksidasyonr reaktöründeki (20) oksijen-STR'si,
birim sürede (örnegin, saatte metre küp basina tüketilen
moleküler oksijenin kilogrami) reaksiyon ortaminin (36) birim
hacim basina tüketilen moleküler oksijenin agirligi olarak
tanimlanmaktadir. Sermaye maliyeti ve çözücünün oksidatif
tüketimi nedeniyle digerleri arasinda reaksiyon, yüksek: bir
oksijen- STR'si ile yürütülebilir. Bununla birlikte,
reaksiyonu gittikçe daha yüksek oksijen- STR'si ile yürütmek
sonuç olarak kismi oksidasyonun kalitesini veya verimini
düsürür. Teoriye bagli kalmaksizin, bunun olasilikla moleküler
oksijenin gaz fazindan arayüzey yüzey alanindaki siviya ve
dolayisiyla toplu sivinin içine aktarim hizi ile iliskili
oldugu anlasilmaktadir. Çok yüksek bir oksijen- STR'si,
reaksiyon ortaminin hacimli sivi fazinda çözünmüs oksijen
içeriginin çok düsük olmasina neden olabilir.
Burada, küresel ortalama oksijen-STR'si, birim zaman basina
reaksiyon ortaminin (36) tüm hacminde (örnegin, saatte metre
küp basina tüketilen moleküler oksijenin kilogrami) tüketilen
tüm oksijenin agirligi olarak tanimlanmaktadir. Kabarcik kolon
reaktörü (20), küresel ortalama oksijen-STR'si, yaklasik 25
kg/m3/s. ilâ yaklasik 400 kg/m3/s. araliginda, yaklasik 30
kg/m3/s. ilâ yaklasik 250 kg/m3/s. araliginda, yaklasik 35
kg/m3/s. ilâ yaklasik 150 kg/m3/s. araliginda veya 40 kg/m3/s.
ilâ 100 kg/mys. araliginda oldugunda özellikle yararli
olabilir.
Kabarcik kolon reaktöründe (20) oksidasyon esnasinda, toplam
çözücünün (heni besleme heni de geri akis akislarindan) kütle
akis oraninin, reaksiyona tabi alana (28) giren oksitlenebilir
bilesigin kütle akis oranina olan orani, yaklasik 2: 1 ila
yaklasik 50: l, yaklasik 5: 1 ila yaklasik 40: l araliginda
veya 7.5: 1 ila 25: l araliginda saglanabilir. Çesitli
uygulamalarda, besleme akisinin bir parçasi olarak verilen
çözücünün kütle akis oraninin, geri akis akiminin bir parçasi
olarak verilen çözücünün kütle akis hizina orani, hiç geri
akis olmadan yaklasik 0.5: 1 olarak, yaklasik 0.5: 1 ila10
yaklasik 4: l araliginda, yaklasik 1: ]. ila yaklasik 2: l
araliginda veya yaklasik 1.25: 1 ila 1.5: 1 araliginda
saglanabilir.
Kabarcik kolon reaktöründe (20) sivi faz oksidasyonu
esnasinda, oksidan akisi kabarcik kolon reaktörüne (20)
stoikiyometrik oksijen talebini bir miktar asan moleküler
oksijen saglayan miktarda sokulabilir. Belirli bir
oksitlenebilir bilesik ile en iyi sonuç için gerekli asiri
fazla leeküler oksijen miktari, sivi faz oksidasyonun genel
ekonomisini etkiler. Kabarcik kolonü reaktöründe (20) sivi faz
oksidasyonu sirasinda, oksidan akisinin kütle akis hizinin,
reaktöre (20) giren oksitlenebilir organik bilesik (para-
ksilen) kütle akis oranina orani, yaklasik 0.5: 1 ila yaklasik
: l araliginda, yaklasik 1: 1 ila yaklasik 10: l araliginda
veya 2: 1 ila 6: l araliginda saglanabilir.
Kabarcik kolon reaktörüne (20) sokulan besleme, oksidan madde
ve geri akis SEKIL l'e istinaden, çok fazli reaksiyon
ortaminin (36) en azindan bir bölümünü isbirligi yaparak
olusturabilir. Reaksiyon ortami (36) bir kati faz, bir sivi
faz ve bir gaz fazini içeren› bir üç fazli ortam olabilir.
Yukarida belirtildigi üzere, oksitlenebilir bilesigin (para-
ksilen) oksidasyonu, agirlikli olarak reaksiyon ortaminin (36)
sivi fazinda gerçeklesebilir. Bu nedenle, reaksiyon ortaminin
(36) sivi fazi çözünmüs oksijen ve oksitlenebilir bilesigi
içerebilir. Kabarcik kolon reaktöründe (20) gerçeklesen
oksidasyon reaksiyonunun ekzotermik dogasi, besleme girisleri
32a, b, c, d yoluyla eklenen çözücünün (örnegin, asetik asit
ve su) bir kisminin kaynamasina/buharlastirilmasina neden
olabilir. Böylece, reaksiyon ortaminin (36) reaktör (20)
içindeki gaz fazi öncelikli olarak buharlastirilmis çözücü ve
oksidan akisinin çözülmemis, reaksiyona girmemis bir kismi
olusturulabilir.
Bazi bilinen eski teknoloji oksidasyon reaktörleri, reaksiyon
ortamini isitmak veya sogutmak için isi alisverisi
tüpleri/paletleri kullanmaktadir. Bununla birlikte, bu gibi
isi alisverisi yapilari burada tarif edilen bulusa ait reaktör
ve islemde istenmeyebilir. Bu nedenle, çesitli yapilanmalara
göre kabarcik kolon reaktörü (20), reaksiyon ortamina (36)
temas eden ve metre kare basina 30,000 watt'dan daha büyük bir
zaman-ortalama isi akisi sergileyen esas olarak hiç yüzey
içermeyecek sekilde tasarlanabilir. Buna ek olarak, çesitli
uygulamalarda reaksiyon ortaminin (36) zaman ortalamali
reaksiyonun yaklasik yüzde 50'sinden azi, yaklasik yüzde
'undan azi veya yaklasik yüzde 10'dan azi isi degisim
yüzeyleri ile giderilir.
Reaksiyon ortaminin (36) sivi fazindaki çözünmüs oksijen
konsantrasyonu, gaz fazindan kütle transferir orani ile sivi
faz içindeki reaktif tüketim orani arasindaki dinamik bir
dengedir (diger bir deyisle, bu, çözünen oksijen tedarik
hizinda bir faktör olmasina ve çözünmüs oksijenin sinirlayici
üst konsantrasyonunu etkilemekle birlikte, ikmal gazi
fazindaki moleküler oksijen kismi basinci ile basitçe
ayarlanmaz). Çözünmüs oksijen› miktari kabarcik arayüzlerinin
yakininda daha yüksek olacak sekilde lokal olarak degisir.
Küresel olarak, çözünmüs oksijen miktari, reaksiyon ortaminin
(36) farkli bölgelerindeki arz ve talep faktörlerinin
dengesine baglidir. Geçici olarak, çözünmüs oksijen ndktari,
kimyasal tüketim oranlarina göre gaz ve sivi karisiminin
istikrarina baglidir. Reaksiyon ortaminin (36) sivi fazindaki
çözünmüs oksijen arzi ve talebini uygun bir sekilde
eslestirmek üzere tasarlanirken, reaksiyon ortaminin (36) sivi
fazinda zaman ortalamasi ve hacim olarak ortalama oksijen
konsantrasyonu, yaklasik 1 ppm molarin üzerinde yaklasik 4 ila
yaklasik. 1000 ppni molar araliginda, yaklasik. 8 ila yaklasik
500 ppm molar araliginda veya 12 ila 120 ppm molar araliginda
tutulabilir.10
Kabarcik kolon reaktöründe (20) gerçeklestirilen sivi-fazli
oksidasyon reaksiyonu, katilar üreten. bir çökelme reaksiyonu
olabilir. Çesitli uygulamalarda kabarcik kolon reaktöründe
(20) gerçeklestirilen sivi faz oksidasyonu, reaksiyon
ortaminda (36)kati bir bilesik (örnegin, ham tereftalik asit
parçaciklari) olusturmak üzere reaksiyon bölgesine (28)
agirlikça en gaz yaklasik yüzde 10, agirlikça en (az yaklasik
yüzde 50 veya agirlikça en az yaklasik yüzde 90 oksitlenebilir
bilesigin (örnegin para-ksilenin) sokulmasina neden olabilir.
Bir veya daha fazla uygulamada reaksiyon ortami (36) içindeki
katilarin toplam miktari bir zaman ortalamali ve hacim
ortalamali bazda agirlikça yaklasik yüzde 3'ün üstünde,
agirlikça yaklasik yüzde 5 ila yaklasik yüzde 40 araliginda,
yaklasik yüzde 10 ila yaklasik yüzde 35 araliginda veya yüzde
ila 30 araliginda olabilir. Çesitli uygulamalarda kabarcik
kolon reaktöründe (20) üretilen oksidasyon ürününün
(tereftalik asit) önemli bir kismi, reaksiyon ortaminin (36)
sivi fazinda çözünmüs halde kalmak yerine kati maddeler olarak
reaksiyon ortaminda (36) bulunabilir. Reaksiyon ortami (36)
içinde bulunan kati faz oksidasyon ürününün miktari, reaksiyon
ortaminda (36) toplam oksidasyon ürününün (kati ve sivi faz)
agirlik olarak en az yaklasik yüzde 25'i, reaksiyon
ortamindaki (36) toplaHi oksidasyon ürününün agirlikça en az
yaklasik yüzde 75'i veya reaksiyon ortami (36) içindeki toplam
oksidasyon ürününün agirlikça en az yüzde 95'i olabilir.
Yukarida reaksiyon ortami (36) içerisindeki kati madde miktari
için verilen sayisal araliklar, kabarcik kolonun (20),
baslatma, kapatma veya alt bölümlere degil, kabarcik kolon
reaktörünün (20) hemen hemen kesintisiz bir zaman süresi
boyunca esasen kararli halde çalismasi için geçerlidir.
Reaksiyon ortami (36) içindeki katilarin miktari gravimetrik
bir yöntemle belirlenir. Bu gravimetrik yöntemde bulamaci
temsilen bir kisim reaksiyon ortamindan çekilir ve tartilir.
Reaksiyon ortami içinde bulunan kati-sivi bölünmeyi etkili bir
sekilde muhafaza eden kosullarda, serbest sivi etkili bir
sekilde çökelti kayiplari olmaksizin ve baslangiçtaki kati
kisimda kalan sivi kütlesinin yaklasik yüzde lO'undan daha
aziyla birlikte sedimantasyon veya filtreleme ile kati
kismindan atilir. Katilardaki geri kalan sivi, katilarin
süblimlestirilmeden etkili bir sekilde kuruyuncaya kadar
buharlastirilir. Katilarin geri kalan kismi tartilir.
Katilarin bölümünün agirliginin bulamacin orijinal bölümünün
agirligina orani, katilarin fraksiyonudur, tipik olarak bir
yüzde olarak ifade edilir.
Kabarcik kolon reaktörü (20) içerisinde gerçeklestirilen
çökelme reaksiyonu, reaksiyon ortamina (36) temas eden kati
rijit yapilarin yüzeyi üzerinde kirlenme (diger` bir` deyisle
kati olusmasi) meydana gelebilir. Bu nedenle, bir düzenlemede
kabarcik kolon reaktörü (20), reaksiyon bölgesinde (28) iç isi
alisverisi, karistirma veya sarsma yapilari içermeyecek
sekilde tasarlanabilir çünkü bu tür yapilar kirlenme
olusturmaya egilimli olabilir. Reaksiyon bölümünde (28) dahili
yapilar mevcut ise, yukari dogru bakan düzlemsel yüzeylerin
kirlenmeye oldukça egilimli olmasindan dolayi, önemli ölçüde
yukari dogru bakan düzlemsel yüzey alanini içeren dis
yüzeylere sahip dâhili yapilarin önlenmesi arzu edilmektedir.
Bu nedenle, reaksiyon bölgesinde (28) herhangi bir dâhili yapi
mevcut ise, bu tür dâhili yapilarin dis yüzey alaninin
yukariya dogru bakan toplam dis yüzey alaninin yaklasik yüzde
'sinden daha azi, yatay olarak yaklasik 15 dereceden daha az
egimli esasen düzlemsel yüzeyler tarafindan olusturulmalidir.
Bu tip konfigürasyona sahip dahili yapilar, burada
belirtilmektedir.
Tekrar SEKIL l'e istinaden, kabarcik kolon reaktörünün (20)
fiziksel konfigürasyonu, asgari safsizlik üretimi ile
oksitlenebilir bilesigin (para-ksilen) optimum oksidasyonunu
saglamaya yardimci olur. Çesitli uygulamalarda, tank
muhafazasinin (22) uzunlamasina reaksiyon bölümü (24) büyük
ölçüde silindirik. bir ana gövde (46) ve bir alt kafa (48)
içerebilir. Reaksiyon bölgesinin (28) üst ucu, silindirik ana
gövdenin (46) tepesinden uzanan bir yatay düzlem (50) ile
tanimlanir. Reaksiyon bölgesinin (28) alt ucu (52), alt
basligin (48) en düsük iç yüzeyi tarafindan tanimlanir. Tipik
haliyle, reaksiyon bölgesinin (28) alt ucu (52) bulamaç çikisi
(38) için açikligin yakininda bulunur. Böylece, kabarcik kolon
reaktörü (20) içinde tanimlanan uzunlamasina reaksiyon bölgesi
(28), reaksiyon bölgesinin (28) tepe ucundan (50) alt ucuna
(52) kadar uzanan bir maksimum uzunluga "Lp" sahip olan
silindirik bir ana gövdeye (46) sahiptir. Reaksiyon bölgesinin
(28) uzunlugu "Lp" yaklasik 10 ila yaklasik 100 metre, yaklasik
ila yaklasik 75 metre araliginda veya 25 ila 50 metre
araliginda olabilir. Reaksiyon bölgesi (28), tipik olarak
silindirik ana gövdenin (46) maksimum iç çapina esit olan bir
maksimuni çapa (genislik) "Dg' sahiptir. Reaksiyon bölgesinin
(28) maksimum çapi Dp, yaklasik 1 ila yaklasik 12 metre,
yaklasik 2 ila yaklasik 10 metre araliginda, yaklasik 3.1 ila
yaklasik. 9 metre araliginda veya 4 ila 8 metre araliginda
olabilir. Bir veya daha fazla uygulamada reaksiyon bölgesi
(28) yaklasik 6: 1 ila yaklasik 30: 1 araliginda, yaklasik 8:
1 ila yaklasik 30: 1 araliginda yaklasik 20: 1 veya 9: 1 ila
: 1 araliginda bir çapraz “Lpz Dp" oranina sahip olabilir.
Yukarida tartisildigi gibi, kabarcik kolon reaktörünün (20)
reaksiyon bölgesi (28) çok fazli reaksiyon ortami (36) alir.
Reaksiyon ortami (36) reaksiyon bölgesinin (28) alt ucu (52)
ile çakisan bir alt ucu ve üst yüzeyde (44) yer alan bir üst
uç vardir. Reaksiyon ortaminin (36) üst yüzeyi (44), reaksiyon
bölgesi (28) boyunca, reaksiyon bölgesinin (28) içeriginin
gaz-fazli-devamli bir durumdan sivi-faz-devamli bir duruma
geçis yaptigi dikey bir konumda kesen yatay bir düzlem boyunca
tanimlanmaktadir. Üst yüzey (44), reaksiyon bölgesi (28)10
içeriginin ince yatay diliminin yerel zaman-ortalamasi alinmis
gaz tutulmasinin 0,9 oldugu dikey konumda konumlandirilabilir.
Reaksiyon ortami (36), üst ve alt uçlari arasinda ölçülen bir
maksimum genisligi "WP", tipik olarak silindirik ana gövdenin
(46) maksimum çapina "Dp" esittir. Kabarcik kolon reaktöründe
(20) sivi faz oksidasyonu esnasinda, Hp, Lp'nin yaklasik yüzde
60 ila yaklasik yüzde 120'si, Im'nin yaklasik yüzde 80'i ila
yaklasik 110'u veya Is'nin yüzde 85 ila yüzde 100'ünde
saglanabilir. Çesitli uygulamalarda reaksiyon ortami (36)
yaklasik 3: l'den yüksek, yaklasik 7: ]. ila yaklasik 25: l
araliginda, yaklasik 8: 1 ila yaklasik 20: l araliginda veya
9: 1 ila 15: l araliginda bir yükseklik-genislik "Hpz Wp"
oranina sahiptir. Bulusun bir uygulamasinda Lp = Hp ve Dp =
Wp'dir, o yüzden burada Lp ve Dp için saglanan çesitli boyutlar
veya oranlar Hp ve Wp için ve bunun tersi de geçerlidir.
Bulusun bir uygulamasina uygun olarak saglanan nispeten yüksek
Lp: Dp ve Hp: Wp oranlari, yaratici sistemin bazi önemli
avantajlarina katkida bulunabilir. Asagida daha detayli olarak
tartisildigi gibi, daha yüksek Lp: gave Hp: Wp oranlarinin yani
sira asagida tartisilan diger bazi özelliklerin, reaksiyon
ortaminda (36) bulunan moleküler oksijen ve/veya
oksitlenebilir bilesigin (örnegin, para-ksilen)
konsantrasyonlarinda yararli dikey gradyanlari
destekleyebilecegi ortaya çikarilmistir. Genel olarak nispeten
düzgün konsantrasyonlarda olan iyi karistirilmis bir reaksiyon
ortamini tercih eden geleneksel bilginin aksine, oksijenin
ve/Veya oksitlenebilir bilesik konsantrasyonlarinin dikey
derecelendirilmesinin daha etkili ve ekonomik bir oksidasyon
reaksiyonu gerçeklestirdigi ortaya çikarilmistir. Reaksiyon
ortaminin (36) tepesindeki oksijen ve oksitlenebilir bilesik
konsantrasyonlarinin en aza indirgenmesi, reaksiyona girmemis
oksijenin ve reaksiyona girmeyen oksitlenebilir bilesigin üst
gaz çikisi (40) boyunca kaybolmasini önlemeye yardimci
olabilir. Bununla birlikte, oksitlenebilir bilesik ve
reaksiyona girmemis oksijen konsantrasyonlari reaksiyon ortami
(36) boyunca düsükse oksidasyon hizi ve/veya seçiciligi
azaltilir. Dolayisiyla, çesitli uygulamalarda, moleküler
oksijen ve/Veya oksitlenebilir bilesik konsantrasyonlari
tepkime ortaminin (36) tabaninin yakininda, tepkime ortaminin
(36) tepesinden çok daha yüksek olabilir.
Buna ek olarak, yüksek Lp: Dp ve Hp: Wp oranlari, reaksiyon
ortaminin (36) altindaki basincin reaksiyon ortaminin (36)
üstündeki basinca göre önemli ölçüde daha fazla olmasina neden
olabilir. Bu dikey basinç gradyani, reaksiyon ortaminin (36)
yüksekliginin ve yogunlugunun bir sonucudur. Bu düsey basinç
gradyaninin bir avantaji, tankin tabanindaki yükseltilmis
basincin sig reaktörlerde karsilastirilabilir sicakliklarda ve
tepe basinçlarinda elde edilenden daha fazla oksijen
çözünürlügü ve kütle transferi saglamasidir. Böylece,
oksidasyon reaksiyonu, daha sig bir tankta gerekenden daha
düsük sicakliklarda gerçeklestirilebilir. Para-ksilenin ham
tereftalik aside (CTA) kismi oksidasyonu için kabarcik kolon
reaktörü (20) kullanildiginda, daha düsük reaksiyon
sicakliklarinda ayni veya daha iyi oksijen kütle aktarim
hizlariyla çalisma kabiliyeti bir takim avantajlara sahiptir.
Örnegin, para-ksilenin düsük sicaklikta oksidasyonu reaksiyon
sirasinda yanan çözücü Hdktarini azaltir. Asagida daha
ayrintili olarak tartisilacagi gibi, düsük sicaklikta
oksidasyon, üretilen genis, düsük yüzey alanli, kolay çözülen
CTA parçaciklarina kiyasla daha ekonomik saflastirma
tekniklerine tabi tutulabilen, geleneksel yüksek sicaklik
oksidasyon islemleri ile olusturulan küçük, yüksek yüzey
alanli, yogun CTA parçaciklarinin olusumunu desteklemektedir.
Reaktör (20) içerisinde oksidasyon sirasinda, reaksiyon
ortaminin (36) zaman ortalamasi ve hacimce ortalama sicakligi
araliginda veya 150 ila l70°C araliginda muhafaza edilebilir.
Reaksiyon ortaminin (36) üzerindeki tepe basinci, yaklasik 1
ila yaklasik 20 bar ölçüsü ("barg") araliginda, yaklasik 2 ila
yaklasik 12 barg araliginda veya 4 ila 8 barg araliginda
tutulabilir. Reaksiyon ortaminin (36) tepesi ile reaksiyon
ortaminin (36) tabani arasindaki basinç farki, yaklasik 0,4
ila yaklasik 5 bar araliginda, yaklasik 0,7 ila 3 bar
araliginda veya 1 ila 2 bar araliginda olabilir. Reaksiyon
ortaminin (36) üzerindeki tepe basinci genellikle nispeten
sabit bir degerde muhafaza edilebilmesine ragmen, bir
uygulama, reaksiyon ortami (36) içinde daha iyi karistirma
ve/veya kütle transferini kolaylastirmak için tepe basincini
titrestirmeyi tasarlamaktadir. Tepe basinci
titrestirildiginde, darbeli basinçlar burada belirtilen sabit
haldeki tepe basincinin yaklasik yüzde 60 ila yaklasik yüzde
l40'i, yaklasik yüzde 85 ila yaklasik yüzde 115'i veya yüzde
95 ila 105'i arasinda degisebilir.
Reaksiyon bölgesinin (28) yüksek Lp: [k oraninin diger bir
avantaji, reaksiyon ortaminin ortalama yüzeysel hizinda bir
artisa katkida bulunabilmesidir (36). Burada reaksiyon ortami
(36) ile ilgili olarak kullanilan "yüzeysel hiz" ve "yüzeysel
gaz hizi" terimi, reaksiyon ortaminin (36) reaktörün bu
yükseklikteki gaz fazinin hacimsel akis hizinin, reaktörün bu
yükseklikteki yatay kesit alanina bölümüne karsilik olarak
kullanilmistir. Reaksiyon bölgesinin (28) yüksek Lp: Dp
oraninin sagladigi artan yüzeysel hiz yerel karistirmayi
destekleyebilir ve reaksiyon ortaminin gaz tutma oranini
artirabilir (36). Reaksiyon ortaminin (36) bir çeyrek
yükseklikte, yari yükseklikte ve/Veya üç çeyrek yükseklikte
zaman ortalamali reaksiyon ortami (36) hizlari saniyede
yaklasik 0,3 metreden daha büyük, yaklasik saniyede 0,8 ila 5
metre araligi, saniyede yaklasik 0,9 ila 4 metre araligi veya
saniyede 1 ila 3 metre araligi içinde olabilir.
SEKIL l'e istinaden, kabarcik kolon reaktörünün (20)
ayristirma kismi (26) basitçe reaksiyon bölümünün (24) hemen
üzerinde yer alan tankr muhafazasinin, (22) genisletilmis bir
parçasi olabilir. Ayristirma kismi (26), gaz fazi reaksiyon
ortaminin (36) üst yüzeyinin (44) üzerine yükselir ve gaz
çikisina (40) yaklastiginda kabarcik kolon reaktöründeki (20)
yukari dogru akan gaz fazinin hizini düsürür. Gaz fazinin
yukari dogru hizindaki bu azalma, yukari dogru akan gaz
fazindar giren sivilarin ve/veya katilarin uzaklastirilmasina
yardimci olur ve böylece reaksiyon ortaminin (36) sivi fazinda
mevcut olan bazi bilesenlerdeki istenmeyen kayiplari azaltir.
Ayristirma kismi (26) genel olarak kesik koni biçiminde geçis
duvari (54), genel olarak silindirik genis bir duvar (56) ve
bir üst baslik (58) içerebilir. Geçis duvarinin (54) dar alt
ucu reaksiyon bölümünün (24) silindirik ana gövdesinin (46)
tepesine baglanmistir. Geçis duvarinin (54) genis üst ucu
genis yan duvarin (56) tabanina baglanmistir. Geçis duvari
(54), dikey olarak yaklasik 10 ila yaklasik 70 derece, dikey
olarak yaklasik 15 ila yaklasik 50 derece arasinda bir açiyla,
dar alt ucundan yukariya ve disa dogru veya dikeyden 15 ila 45
derece arasinda degisen herhangi bir oranda uzanabilir. Genis
yan duvar (56), reaksiyon bölümünün (24) üst kismi reaksiyon
bölümünün (24) genel maksimum çapindan daha küçük oldugunda,
genel olarak reaksiyon bölümünün (24) maksimum çapindan (Dw
daha büyük bir "X" çapina sahiptir, X aslinda Dp'den küçük
olabilir. Çesitli uygulamalarda genis yan duvar (56) çapinin
reaksiyon bölümü (24) "X: Dp" nin maksimum çapina orani
yaklasik 0.8: 1 ila yaklasik 4: l araliginda veya 1.1: 1 ila
2: l araliginda olabilir. Üst kafa (58), genis yan duvarin
(56) tepesine baglanmistir. Üst kafa (58) gazin gaz çikisi
(40) yoluyla ayristirma bölgesinin (30) disina çikmasina izin
veren merkezi bir açikligi tanimlayan genel olarak eliptik bir
kafa elemanini tanimlayabilir. Alternatif olarak, üst kafa
(58) konik dâhil herhangi bir sekle sahip olabilir. Ayristirma
bölgesi (30), tepki alaninin (28) üstünden (50), ayristirma
bölgesinin en üst kismina (30) kadar ölçülen maksimum bir
yükseklige "Y" sahiptir. Reaksiyon bölgesinin uzunlugunun (28)
ayristirma bölgesinin (30) yüksekligine "Lpz Y" orani, yaklasik
2: 1 ila yaklasik 24: l araliginda; yaklasik 3: 1 ila yaklasik
: 1, veya 4: 1 ila 16: l araliginda olabilir.
SEKIL l'e istinaden, isletme esnasinda oksidan girisleri 66a,
b ve oksidan püskürtücü (34) vasitasiyla reaksiyon bölgesine
(28) bir gaz fazli oksidan (örnegin hava) katilabilir. Oksidan
püskürtücü (34), gaz-fazli oksidanin reaksiyon bölgesine (28)
geçmesine izin veren herhangi bir sekil veya konfigürasyona
sahip olabilir. Örnegin, oksidan püskürtücü (34), çok sayida
oksidan tahliye deligini tanimlayan dairesel veya çokgen
(örnegin, sekizgen) bir halka eleman içerebilir. Çesitli
uygulamalarda, oksidan tahliye açikliklarinin bazilari veya
tümü, genel olarak asagiya dogru bir dogrultuda gaz-fazli
oksidani tahliye edecek sekilde konfigüre edilebilir. Oksidan
püskürtücünün spesifik yapilandirmasina bakilmaksizin, oksidan
püskürtücüsü (34), oksidan akisinin oksidan bosaltma
deliklerinden ve reaksiyon bölgesine bosaltilmasiyla
baglantili basinç düsüsünü en aza indirecek sekilde fiziksel
olarak konfigüre edilebilir ve çalistirilabilir. Bu basinç
düsüsü, oksidan püskürtücünün oksidan girislerinde (66a, b)
akis kanali içindeki oksidan akiminin zaman ortalamasi alinmis
statik basincinin, oksidan akisinin bir buçugunun bu dikey
konumun üstüne verildigi ve oksidan akisinin bir buçugunun bu
dikey konumun altina verildigi yükseklikteki reaksiyon
bölgesindeki zaman ortalamali statik basinçtan çikarilmasi ile
hesaplanir. Çesitli uygulamalarda oksidan püskürtücüsünden
(34) oksidan akintisinin bosaltilmasi ile baglantili zaman-
ortalamali basinç düsüsü yaklasik 0.3 negapaskal'dan ("MPa")
düsük, yaklasik 0.2 MPa'dan düsük, yaklasik 0.1 MPa'dan daha
düsük veya 0.05 MPa'dan düsük olabilir.10
Istege bagli olarak, oksidan püskürtücünün katilar ile
kirlenmesini önlemek için, oksidan püskürtücüye (34) bir sivi
(örnegin, asetik asit, su ve/veya para-ksilen) ile sürekli
veya aralikli bir tahliye saglanabilir. Böyle bir sivi
tahliyesi uygulandiginda, etkin miktarda bir sivi (yani,
sadece dogal olarak oksidan akisinda mevcut olabilen az
miktarda sivi damlaciklari degil), her gün bir dakikadan uzun
en az bir periyot halinde oksidan püskürtücüden geçirilebilir
ve oksidan deliklerinin disinar atilabilir. Bir sivi sürekli
olarak veya periyodik olarak oksidan püskürtücüsünden (34)
bosaltilirsa, oksidan püskürtücüye giren sivinin kütle akis
hizi oraninin oksidan püskürtücüsu vasitasiyla moleküler
oksijenin kütle akis hizina oraninin zaman ortalamali orani,
yaklasikr 2: l araliginda veya 0.2: 1 ila 1: l araliginda
olabilir.
Çok fazli bir reaksiyon ortami ihtiva eden birçok geleneksel
kabarcik kolon reaktöründe, oksidan püskürtücünün (veya
oksidan akisinin reaksiyon bölgesine sokulmasi için diger
mekanizmanin) altinda bulunan reaksiyon ortaminin esasen
tamami, çok düsük bir gaz tutma degerine sahiptir. Teknikte
bilindigi gibi, "gaz tutma", gaz halindeki çok fazli bir
maddenin hacim fraksiyonudur. Ortamdaki düsük gaz tutma
bölgeleri "yetersiz" bölgeler olarak da ifade edilebilir.
Birçok geleneksel bulamaç kabarcik kolon reaktöründe,
reaksiyon ortaminin toplam hacminin önemli bir kismi oksidan
püskürtücünün altinda (ya da oksidan akintisinin reaksiyon
bölgesine sokulmasi için baska mekanizmalarin altinda)
bulunur. Bu nedenle, geleneksel kabarcik kolon reaktörlerinin
tabaninda bulunan reaksiyon ortaminin önemli bir kismi
açiklanmaz.
Kabarcikr kolon reaktöründe oksitlenmeye maruz birakilanr bir
reaksiyon ortaminda isitilmamis bölgelerin miktarinin asgariye
indirilmesinin belirli türde istenmeyen safsizliklarin
olusumunu en aza indirebildigi kesfedilmistir. Bir reaksiyon
ortaminin isitilmamis bölgeleri nispeten az oksidan
kabarciklar içerir. Bu düsük oksidan kabarcik hacmi, reaksiyon
ortaminin sivi fazina çözünmesi için müsait moleküler oksijen
miktarini azaltir. Böylece, reaksiyon ortaminin isitilmamis
bir bölümündeki sivi faz moleküler oksijenin nispeten düsük
bir konsantrasyonuna sahiptir. Reaksiyon ortaminin bu oksijene
aç, bosaltilmis bölgeleri arzu edilen oksidasyon
reaksiyonundan ziyade arzu edilmeyen yan reaksiyonlari tesvik
etme egilimindedir. Örnegin, para-ksilen tereftalik asit
olusturmak üzere kismen okside edildiginde, reaksiyon
ortaminin sivi fazinda yeterli oksijen bulunmamasi, istenmeyen
ölçüde yüksek miktarlarda benzoik asit ve birlestirilmis
aromatik. halkalarin, özellikle florenonlar ve antrakinonlar,
olusmasina neden olabilir.
Bir veya daha fazla uygulama uyarinca, sivi faz oksidasyonu,
düsük gaz tutma degerleri olan reaksiyon ortaminin hacim
fraksiyonunun asgariye indirilecegi ve çalistirilacagi sekilde
yapilandirilmis olan bir kabarcik kolon reaktöründe
gerçeklestirilebilir. Tahliye edilmemis bölgelerin bu
minimizasyonu teorik olarak reaksiyon ortaminin tüm hacminin
muntazam hacme sahip 2.000 ayri yatay dilime bölünmesiyle
nicellestirilebilir. En üst ve en alt yatay dilimler
haricinde, her yatay dilim, yan taraflarinda reaktörün yan
duvariyla sinirlanmis ve üst ve alt tarafinda hayali yatay
düzlemler ile sinirlandirilmis ayri birer hacimdir. En üstteki
yatay dilim, altinda hayali bir yatay düzlem ve tepesinde
reaksiyon ortaminin üst yüzeyi ile sinirlanir. En alttaki
yatay dilim üst kisminda hayali bir yatay düzlem ve tabaninda
tankin alt ucuyla sinirlanmistir. Reaksiyon ortami teorik
olarak esit hacimde 2.000 ayri yatay dilime bölündükten sonra,
her yatay dilimin zaman ortalamalir ve hacim› ortalamali gaz
tutumu belirlenebilir. Denenmemis bölgelerin miktarini
belirleme yöntemi kullanildiginda, zaman ortalamali ve hacim-
ortalamali gaz tutma oranina sahip yatay dilimlerin sayisi
Z'den az olabilir. Bundan baska, 0.2'den daha düsük bir gaz
tutma oranina sahip olan yatay dilimlerin sayisi, 80'den az,
40'tan az, 20'den az, lZ'den az ya da 5'den daha az olabilir.
Ayrica, 0.3'ten daha düsük bir gaz tutma oranina sahip yatay
dilimlerin sayisi az 120'den az, 80'den az, 40'tan az, 20'den
az veya lS'ten az olabilir.
SEKIL l'e istinaden, reaksiyon bölgesinde (28) oksidan
püskürtücünün (34) daha alçaga konumlandirilmasinin, reaksiyon
ortamindaki (36) atilmamis bölgelerin miktarinin azaltilmasi
da dâhil olmak üzere birçok avantaj sagladigi kesfedilmistir.
Reaksiyon ortaminin (36) yüksekligi "Hp", reaksiyon bölgesinin
(28) uzunlugu "Is" ve reaksiyon bölgesinin (28) "Dp" maksimum
bir çapi göz önüne alindiginda, oksidan akisinin büyük bir
kismi reaksiyon bölgesinin (28) alt ucunun (52) yaklasik
ve/veya 0.2Dp içerisinden veya reaksiyon bölgesinin (28) alt
içerisinden reaksiyon bölgesine (28) sokulabilir.
Reaksiyon ortami (36) içinde, isitilmamis bölgelerin (yani
düsük. gaz tutulmasi olan bölgelerin) en aza indirgenmesinin
sagladigi avantajlara ilaveten, reaksiyon ortaminin tamaminin
gaz tutulmasini maksimize ederek oksidasyonun
arttirilabilecegi kesfedilmistir (36). Reaksiyon ortami (36),
en az yaklasik 0.4, yaklasik 0.6 ila 0.9 araliginda veya 0.65
ila 0.85 araliginda, zaman ortalamali ve hacim ortalamali gaz
tutma oranina sahip olabilir. Kabarcik kolon reaktörünün (20)
çesitli fiziksel ve operasyonel özellikleri, yukarida
tartisilan yüksek gaz tutusuna katkida bulunur. Örnegin,
belirli bir reaktör boyutu ve oksidan akisi için, reaksiyon
bölgesinin (28) yüksek Lp: [s orani, reaksiyon ortami (36)
içindeki yüzeysel hizi arttiran daha düsük bir çapa yol açar
ve üstelik bu da gaz tutulmasini arttirir. Buna ek olarak, bir
kabarcik kolonunun gerçek çapi ve le: Dp orani, belirli bir
sabit yüzeysel hiz için bile ortalama gaz tutulmasini etkiler.
Buna ek olarak, özellikle reaksiyon bölgesinin (28) altindaki
havasiz bölgelerin en aza indirgenmesi, artan bir gaz tutma
degerine katkida bulunur. Bundan baska, kabarcik kolon
reaktörünün tepe basinci ve mekanik konfigürasyonu burada
açiklanan yüksek yüzeysel hizlarda ve gaz tutma degerlerinde
Çalisma kararliligini etkileyebilir.
SEKIL l'e istinaden, reaksiyon ortaminda (36) oksitlenebilir
bilesigin (örnegin para-ksilen) daha iyi dagiliminin, sivi
fazli besleme akiminin reaksiyon bölgesi (28) içine çoklu
dikey olarak yerlestirilmis bölgelerden verilmesiyle
saglanabilecegi kesfedilmistir. Çesitli uygulamalarda sivi
fazli besleme akisi, en az 3 besleme deligi veya en az 4
besleme deligi yoluyla reaksiyon bölgesi (28) içine
sokulabilir. Burada kullanilan "besleme delikleri" terimi,
sivi fazli besleme akiminin reaksiyon ortami (36) ile
karistirmak için reaksiyon bölgesi (28) içine bosaltildigi
delikleri belirtmektedir. Bir veya daha fazla uygulamada en az
2 besleme deligi dikey olarak birbirinden yaklasik 0.5Dp, en az
yaklasik l.5Dp veya en azindan 3Dp araliklarla
yerlestirilebilir. Bununla birlikte, en yüksek besleme deligi,
en düsük oksidan açikligindan, yaklasik en fazla 0.75Hp, 0.65Lp
ve/Veya 8Dp; en fazla 0.5Hp, 0.4Lp ve/Veya 5Dp; veya en fazla
0.4Hp, 0.35Lp ve/veya 4Dp araliklarla dikey olarak
yerlestirilebilir.
Sivi fazli besleme akisini çoklu dikey konumlara sokmak arzu
edilir olsa da, sivi ortam besleme akisinin büyük bir kismi
reaksiyon ortaminin (36) alt yarisi ve/Veya reaksiyon
bölgesine (28) sokulursa reaksiyon ortaminda (36)
oksitlenebilir bilesigin gelistirilmis dagiliminin saglandigi
kesfedilmistir. Çesitli uygulamalarda reaksiyon ortaminin (36)
ve/veya reaksiyon bölgesinin (28) alt yarisina, sivi faz
besleme akiminin agirlikça en az yaklasik yüzde 75'i veya en
azindan yüzde 90'i katilabilmektedir. Buna ek olarak, sivi faz
besleme akisinin agirlikça en az yaklasik yüzde 30'u, oksidan
akiminin reaksiyon bölgesi (28) içine sokuldugu en düsük dikey
konumun yaklasik 1.5Dp'sinde reaksiyon bölgesi (28) içine
sokulabilir. Oksidan akisinin reaksiyon bölgesi (28) içine
sokuldugu bu en düsük dikey konum, tipik olarak oksidan
püskürtücünün (34) altindadir; bununla birlikte, oksidan
akisinin reaksiyon bölgesine (28) sokulmasi için çesitli
uygulamalarla çesitli alternatif konfigürasyonlar
tasarlanmaktadir. Bir veya daha fazla uygulamada, sivi fazli
besleme akiminin agirlikça en az yaklasik yüzde 50'si, oksidan
akisinin reaksiyon bölgesi (28) içine sokuldugu en düsük dikey
konumdan yaklasik 2.5Dp içeri sokulabilir. Baska uygulamalarda
sivi fazli besleme akiminin agirlikça en az yaklasik yüzde
75'i, oksidan akisinin reaksiyon bölgesi (28) içine sokuldugu
en düsük dikey konumdan yaklasik 5Dp içeri sokulabilir.
Her besleme deligi, beslemenin tahliye edildigi açik alani
tanimlar. Çesitli uygulamalarda, tüm besleme girislerinin
kümülatif açik alaninin en az yaklasik yüzde 30'u oksidan
akisinin reaksiyon bölgesi (28) içine sokuldugu en düsük dikey
konumun yaklasik 1.5Dp içerisine yerlestirilebilir. Baska
uygulamalarda tüm besleme girislerinin kümülatif açik alaninin
en az yaklasik yüzde 50'si oksidan akisinin reaksiyon bölgesi
(28) içine sokuldugu en düsük dikey konumun yaklasik 2.5Dp
içerisine yerlestirilebilir. Hali hazirda baska uygulamalarda
tüm besleme girislerinin kümülatif açik alaninin en az
yaklasik yüzde 75'i oksidan akisinin reaksiyon bölgesi (28)
içine sokuldugu en düsük dikey konumun yaklasik 5Dp içerisine
yerlestirilebilir.
SEKIL 1'e istinaden, bir veya daha fazla uygulamada besleme
girisleri (32a, b, c, d) sadece tank HmhafazaSinin (22) bir
tarafi boyunca dikey olarak hizalanan bir dizi delik olabilir.
Bu besleme girisleri, yaklasik 7 santimetredenr az, yaklasik
0,25 ila yaklasik 5 santimetre araliginda veya 0,4 ila 2
santimetre araliginda esasen benzer çaplara sahip olabilir.
Kabarcik kolon reaktörü (20) her bir besleme deliginden sivi-
fazli besleme akisinin akis oranini kontrol etmek için bir
sistem ile donatilabilir. Bu akis kontrol sistemi, her bir
ilgili besleme girisi (32a, b, c, d) için ayri bir akis
kontrol valfi (74a, b, C, d) içerebilir. Ek olarak kabarcik
kolon reaktörü (20), sivi fazli besleme akisinin en azindan
bir bölümünün, reaksiyon bölgesi (28) içine, saniyede en az
yaklasik 2 metre, saniyede en az yaklasik 5 metre, saniyede en
az yaklasik 6 netre veya saniyede 8 ila 20 netre araliginda
yükseltilmis bir giris yüzeysel hizi ile sokulmasina izin
veren bir akis kontrol sistemi ile donatilabilir. Burada
kullanilan "giris yüzeysel hizi" terimi, besleme agzinin
besleme akisinin besleme agzinin alanina bölünmesiyle zaman
ortalamali hacimsel akis oranini belirtir. Çesitli
uygulamalarda, besleme akisinin agirlikça en az yaklasik yüzde
50'si, yükseltilmis bir giris yüzeysel hizi ile reaksiyon
bölgesi (28) içine sokulabilir. Bir veya daha fazla uygulamada
esas olarak tüm besleme akisi, yükseltilmis bir giris yüzeysel
hizi ile reaksiyon bölgesi (28) içine sokulmaktadir.
SEKIL Z'ye istinaden primer oksidasyon reaktörü (l02) ve bir
sekonder oksidasyon reaktörü (104) içeren bir reaktör sistemi
(100) gösterilmektedir. Primer oksidasyon reaktörü (102),
yukarida SEKILl'e istinaden tarif edilen kabarcik kolon
reaktörü (20) ile esas itibariyle ayni sekilde konfigüre
edilebilecek ve çalistirilacaktir.
Bu bulusa uygun olarak, primer oksidasyon reaktörü (102) ve
sekonder oksidasyon reaktörü (104) kabarcik kolon
reaktörlerdir. Primer oksidasyon reaktörü (102) primer
reaksiyon kabi (106) ve primer oksidan püskürtücüsü (108)
içerebilirken, sekonder oksidasyon reaktörü (104) bir sekonder
reaksiyon, tanki (110) ve bir alt oksidan. püskürtücüsü (112)
içerebilir. Asagida daha detayli olarak tartisildigi gibi
sekonder oksidasyon reaktörü (104) istege bagli olarak bir
veya daha fazla üst oksidan püskürtücüsü içerebilir. Bir veya
daha fazla uygulamada primer` ve sekonder reaksiyon tanklari
(106 ve 110), genel olarak silindirik bir konfigürasyona sahip
ilgili dikey bir yan duvari içerebilir. Sekonder reaksiyon
tankinin (110) dik yan duvarinin maksimum yüksekliginin primer
reaksiyon tankinin (106) dik yan duvarinin maksimum
yüksekligine orani, yaklasik olarak 0.1: 1 ila yaklasik 0.9: 1
araliginda, yaklasik 0.2: 1 ila yaklasik 0.8: 1 araliginda
veya 0.3: 1 ila 0.7: 1 araliginda olabilmektedir.
Primer reaksiyon tanki (106) içindeki primer reaksiyon
bölgesini (116) tanimlarken sekonder tepkime bölmesi (110)
içindeki sekonder bir reaksiyon bölgesini (118) tanimlar.
Çesitli uygulamalarda sekonder reaksiyon bölgesinin (118)
maksimum yatay kesit alaninin primer reaksiyon bölgesine (116)
orani, yaklasik 0.01: 1 ila yaklasik 0.75: 1 araliginda,
ila 0.3: 1 araliginda olabilir. Buna ek olarak, primer
reaksiyon bölgesinin (116) sekonder reaksiyon bölgesine (118)
hacim. orani, yaklasik 1: 1_ ila yaklasik 100: 1_ araliginda,
yaklasik 4: 1 ila yaklasik 50: 1 araliginda veya 8: 1 ila 30:
1 araliginda olabilir. Bundan baska, primer reaksiyon bölgesi
(116), yaklasik 3: 1 ila yaklasik 30: 1 araliginda, yaklasik
6: 1 ila yaklasik 20: l araliginda veya 9: 1 ila 15: 1
araliginda maksimum dikey yüksekligin maksimum yatay çapa
oranina sahip olabilir.
SEKIL 2'de gösterildigi gibi sekonder reaksiyon bölgesi (118),
maksimum dikey uzunluk L5 ve maksimum bir yatay çap Ds'ye sahip
olabilir. Bir veya daha fazla uygulamada sekonder reaksiyon
bölgesi (118), yaklasik 14: 1 ila yaklasik 28: 1 araliginda,
yaklasik 16: 1 ila yaklasik 26: 1 araliginda, yaklasik 18: 1
ila yaklasik 24: 1 araliginda, yaklasik 20: 1 ila yaklasik 23:
1 araliginda veya 21: 1 ila 22: 1 araliginda maksimum dikey
uzunluk ile maksimum yatay çap "L5: DS" oranina sahip olabilir.
Çesitli uygulamalarda sekonder reaksiyon bölgesinin (118)
Ds'si, yaklasik 0.1 ila yaklasik 5 metre araliginda, yaklasik
0.3 ila yaklasik 4 metre araliginda veya 1 ila 3 metre
araliginda olabilir. Bundan baska, sekonder reaksiyon
bölgesinin (118) Ls'si, yaklasik. 1 ila yaklasik. 100 metre,
yaklasik 3 ila yaklasik 50 metre araliginda ya da 10 ila 40
metre araliginda olabilir.
SEKIL 1'e istinaden yukarida tarif edilen kabarcik kolon
reaktöründe (20) oldugu gibi, primer reaksiyon bölgesi (116)
maksimum dikey uzunluk Lp ve maksimum bir yatay çap Dp'ye
sahiptir. Çesitli uygulamalarda sekonder reaksiyon bölgesinin
(118) maksimum yatay çapinin primer reaksiyon bölgesinin (116)
maksimum yatay çapina olan orani "Dsz Dp", yaklasik 0.05: 1 ila
yaklasik 0.8: 1 araliginda, yaklasik 0,1: 1 ila yaklasik 0,6:
1 araliginda veya 0,2: 1 ila 0,5: 1 araliginda olabilir.
Bundan baska, sekonder reaksiyon bölgesinin (118) maksimum
dikey uzunlugunun primer reaksiyon bölgesinin maksimum dikey
uzunluguna orani 116 "Lsz Lp", yaklasik 0.03: 1 ila yaklasik 1:
ila 0.8: 1 araliginda olabilir.
Çesitli uygulamalarda, sekonder oksidasyon reaktörü (104),
primer oksidasyon reaktörünün (102) yaninda yer alabilir
(yani, primer ve ikincil oksidasyon reaktörlerinin (102
ve/veya 104) en azindan bir kismi ortak bir yüksekligi
paylasabilir). Yukarida belirtildigi gibi, primer oksidasyon
reaktörünün (102) primer reaksiyon bölgesi (116) maksimum çap
Dp'ye sahiptir. Bir veya daha fazla uygulamada sekonder
reaksiyon bölgesinin (118) hacimsel merkezi, primer reaksiyon
bölgesinin (4l6) hacimsel merkezinden yatay olarak yaklasik en
az 0.5Dp, 0.75Dp veya 1.0Dp uzaga ve yaklasik 30Dp', lODp veya
3Dp daha yakina yerlestirilebilir.
Primer reaksiyon tanki (106) ve cihazlar için burada
belirtilen herhangi bir parametre (ör., yükseklik, genislik,
alan, hacim, göreceli yatay yerlesim ve göreceli dikey
yerlesim) primer reaksiyon tanki (106) tarafindan tanimlanan
primer reaksiyon bölgesine (116) ve tam tersine uygulanabilir
seklinde yorumlanir. Ayrica burada sekonder reaksiyon tanki
(110) ve eklentiler için belirtilen herhangi bir parametre,
sekonder reaksiyon tanki (110) tarafindan tanimlanan sekonder
reaksiyon bölgesine (118) ve tam tersine uygulanabilir
seklinde yorumlanir.
Reaktör sisteminin (100) normal çalismasi esnasinda, reaksiyon
ortami (120) ilk önce primer oksidasyon reaktörünün (102)
primer reaksiyon bölgesinde (116) oksidasyona ugrayabilir.
Daha sonra reaksiyon ortami (120a) primer reaksiyon
bölgesinden (116) çekilebilir ve kanal (105) vasitasiyla
sekonder reaksiyon bölgesine (118) aktarilabilir. Sekonder
reaksiyon bölgede (118), reaksiyon ortaminin (120b) sivi
ve/veya kati fazlari, ilave oksidasyona tabi tutulabilir.
Çesitli uygulamalarda primer reaksiyon bölgesinden (116) çikan
sivi ve/Veya kati fazlarin agirlikça en az yaklasik yüzde 50,
75, 95 veya 99'u sekonder reaksiyon bölgesi (116) içerisinde
islenebilir. Ana gazlar, ikincil oksidasyon reaktörünün (104)
bir üst gaz çikisindan çikabilir ve boru (107) vasitasiyla
primer oksidasyon reaktörüne (102) geri aktarilabilir.
Reaksiyon ortaminin (120b) bir bulamaç fazi, sekonder
oksidasyon reaktörünün (104) daha düsük bir bulamaç çikisindan
(122) çikabilir ve bundan sonra daha ileri akis isleme tabi
tutulabilir.
Giris borusu (105) herhangi bir yükseklikte primer oksidasyon
reaktörüne (102) baglanabilir. SEKIL 2'de gösterilmemesine
ragmen, reaksiyon ortami (120), arzu edilirse, sekonder
reaksiyon bölgesine (118) mekanik olarak pompalanabilmektedir.
Bununla birlikte, yükseltme kafasi (yer çekimi), reaksiyon
ortamini (120), primer reaksiyon bölgesinden (116) giris
borusu (105) üzerinden ve sekonder reaksiyon bölgesine (118)
transfer etmek için de kullanilabilir. Buna göre, giris borusu
(105) bir ucunda toplam yüksekligin ve/veya primer reaksiyon
baglanabilir. Diger çesitli uygulamalarda, reaksiyon ortaminin
(120a) primer oksidasyon reaktöründen (102) giris borusuna
(105) çikabilecegi bulamaç çikisi (gösterilmemektedir), primer
reaksiyon bölgesinin (116) normal olarak üstteki ve normal
olarak alttaki uçlarinin her birinden en az 0,1 Lp, en az 0,2
Lp veya en az 0,3 Is uzaga yerlestirilebilir.
Çesitli uygulamalarda, giris borusunun (105) diger ucu,
sekonder reaksiyon bölgesinin (118) toplam yüksekligin ve/veya
hacmin üstteki yüzde 30, 20, 10 veya 5'ine yerlestirilmis olan
bir bulamaç girisine (gösterilmemektedir) akiskan iletisimi
içinde tutturulabilir. Alternatif uygulamalarda, sekonder
oksidasyon reaktöründeki (104) bulamaç girisi, sekonder
reaksiyon bölgesinin (118) tabanindan yaklasik 0.3LS ila
yaklasik 0.9Ls araliginda, yaklasik 0,4L5 ila yaklasik 0,8L5
araliginda, yaklasik 0,5Ls ila yaklasik 0,8Ls araliginda veya
0,55Ls ila 0,6LS araliginda bir mesafede bulunan orta seviye
bir bulamaç girisi olabilir. Ilaveten, sekonder oksidasyon
reaktöründeki (104) bulamaç girisi, sekonder reaksiyon
bölgesinin tabanindan, yaklasik 9Ds ila yaklasik 15DS
araliginda, yaklasik 10Ds ila yaklasik 14Ds araliginda veya
llDs ila 13Ds araliginda bir mesafede yerlestirilmis olabilir.
Çalisma esnasinda, reaksiyon ortaminin (120a) en azindan bir
kismi, orta seviye bulamaç girisi vasitasiyla sekonder
reaksiyon bölgesine (118) sokulabilir. Çesitli uygulamalarda
sekonder reaksiyon bölgesine (118) sokulan toplam reaksiyon
miktarinin en az yüzde 5 hacmi, en az yüzde 10 hacmi, en az
yüzde 20 hacmi, en az yüzde 30 hacmi, en az yüzde 50 hacmi, en
az yüzde 75 hacmi veya yüzde 100 hacmi orta seviyedeki bulamaç
vasitasiyla ortama (120a) sokulabilir.
Çesitli uygulamalarda, giris borusu (105), primer oksidasyon
reaktöründen (102) asagi dogru, yatay, esasen yatay ve/Veya
primer oksidasyon reaktörüne (104) dogru egilebilir. Bir veya
daha fazla uygulamada giris borusu (105) yatay veya esas
itibariyle yatay olup düz veya esas olarak düz olabilir. Buna
göre, bir veya daha fazla uygulamada primer oksidasyon
reaktöründen (102) çikan bulamaç çikisi (gösterilmemektedir)
sekonder oksidasyon reaktöründeki (104) bulamaç girisiyle
(gösterilmemektedir) ayni veya esasen ayni dikey yükseltide
olabilir.
Çesitli uygulamalarda, çikis borusu (107) sekonder oksidasyon
reaktöründeki (104) herhangi bir yükseklige baglanabilir.
Çesitli uygulamalarda, çikis borusu (107), giris borusunun
(105) baglanti yüksekliginin üstünde sekonder oksidasyon
reaktörüne (104) baglanabilir. Dahasi, çikis borusu (107)
sekonder oksidasyon reaktörünün (104) tepesine tutturulabilir.
Çikis borusu (107), giris borusunun (105) baglanti
yüksekliginin üstünde primer oksidasyon reaktörüne (102)
baglanabilir. Çesitli uygulamalarda, çikis borusu (107),
primer reaksiyon bölgesinin (116) toplam yüksekliginin ve/veya
hacminin üst yüzde 30, 20, 10 veya 5'ine tutturur. Çikis
borusu (107), sekonder oksidasyon reaktöründen (104) primer
oksidasyon reaktörüne (102) dogru yatay ve/veya egimli
olabilir. SEKIL 2'de gösterilmemis olmasina ragmen, çikis
borusu (107) dogrudan primer oksidasyon reaktörünün (102)
üstünden gaz halindeki atigi geri çeken gaz çikis borusuna da
baglanabilir.
Sekonder reaksiyon bölgesinin (116) üst genisligi primer
reaksiyon bölgesinin (118) üst sinirinin üstünde veya altinda
olabilir. Çesitli uygulamalarda, primer reaksiyon bölgesinin
(116) üst genisligi, sekonder reaksiyon bölümünün (118) üst
genisliginin 10 metre yukarisi ila 50 metre asagisi, 2 metre
asagisi ila 40 metre asagisi ya da 5 metre asagisi ila 30
metre asagisi içerisinde bulunabilir. Sekonder reaksiyon
bölgesinin (118) alt genisligi primer reaksiyon bölgesinin
(116) alt genisliginin yukarisina veya asagisina
yükseltilebilir. Çesitli uygulamalarda primer reaksiyon
bölgesinin (116) alt genisligi sekonder reaksiyon bölgesinin
(118) alt genisliginin yaklasik 40, 20, 5 veya 2 metre
yukarisina veya asagisina yükseltilebilir.
Alt bulamaç çikisi (122), sekonder oksidasyon reaktörünün
(104) herhangi bir yükseltisinden çikabilir. Çesitli
uygulamalarda, alt bulamaç çikisi (122), giris borusunun (105)
baglanti yüksekliginin asagisindaki sekonder oksidasyon
reaktörüne (104) baglanabilir. Çesitli uygulamalarda, alt
bulamaç çikisi (122), SEKIL 2'de gösterildigi gibi sekonder
oksidasyon reaktörünün (104) tabanina tutunur.
Sekonder oksidasyon reaktörü (104) ilave nwleküler oksijenin
sekonder reaksiyon bölgesine (118) bosaltilmasina izin veren
en az bir oksidan girisi içerebilir. Bir veya daha fazla
uygulamada ikincil oksidasyon reaktörü (104) en az bir
normalde daha düsük oksidan giris ve emu az bir normalde üst
oksidan giris içerebilir. Çesitli uygulamalarda normal alt
oksidan madde girisi sekonder reaksiyon bölgesinin (118)
tabanindan 0,5 Ls'den az, 0,4 Ls'den az, 0,3 Ls'den az veya 0,2
Ls'den daha yakina yerlestirilebilir. Ek olarak, normal üst
oksidan girisi sekonder reaksiyon bölgesinin (118) tabanindan
az 0.9 L5 uzaga yerlestirilebilir. Bir veya daha fazla
uygulamada sekonder oksidasyon reaktörü (104), her biri
sekonder reaksiyon bölgesinin (118) tabanindan en az 0.5 Ls, en
0.9 Ls uzaga yerlestirilen en az iki oksidan girisi içerebilir.
Buna ek olarak, yukarida belirtildigi gibi, sekonder
oksidasyon reaktörü (104), giris kanali (105) ile sivi akisi
iletisiminde olan bir bulamaç girisini içerebilir. Çesitli
uygulamalarda normal olarak üst oksidan madde girisi, ikincil
oksidasyon reaktöründeki (104) bulamaç girisinden 0.4Ls'den az,
0.3Ls'den az, 0.2Ls'den az veya 0.1Ls'den daha az uzakliga
yerlestirilebilir. Diger uygulamalarda normal olarak üst
oksidan madde girisi, bulamaç girisinin, 0,4 Ls'den az, 0,3
Ls'den az, 0,2 Ls'den az veya 0,1 Ls'den daha az üzerine
yerlestirilebilir.
Çalisma esnasinda, ikincil reaksiyon bölgesine (118) giren
gaz-fazli oksidanin bir birinci kismi, normal üst oksidan
giris vasitasiyla sokulabilirken, gaz-fazli oksidanin bir
ikinci kismi, normalde daha alt oksidan girisi vasitasiyla
sokulabilmektedir. Çesitli uygulamalarda normalde üst oksidan
girisi yoluyla sokulan gaz-fazli oksidanin birinci kismi,
yaklasik yüzde 5 ila yaklasik yüzde 49 arasinda, yaklasik
yüzde 5 ila yaklasik yüzde 35 arasinda, yaklasik yüzde 10 ila
yaklasik yüzde 20 arasinda teskil edilir veya sekonder
reaksiyon bölgesine (118) giren toplam gaz-fazli oksidan
hacminin yüzde 10 ila 15'i araliginda degisir. Buna göre,
normal üst oksidan girisi ve normal alt oksidan girisi,
aralarinda gaz fazli oksidanin sekonder reaksiyon bölgesine
(118) sokulmasi için toplam açik bir alani tanimlayabilir. Bir
veya daha fazla uygulamada normal üst oksidan girisi, toplam
açik alanin yaklasik yüzde 5 ila yaklasik yüzde 49'unu, toplam
açik alanin yaklasik yüzde 5 ila yaklasik yüzde 35'i
araligini, toplam açik alanin yaklasik yüzde 10 ila yüzde 20
araligini veya toplam açik alanin yüzde 10 ila l5'ini kapsar.
SEKIL 2'de gösterildigi gibi, yukarida bahsedilen alt oksidan
girisi, bir alt oksidan püskürtücü (112) içerebilir. Ek
olarak, yukarida bahsedilen üst oksidan giris(ler)i bir veya
daha fazla üst oksidan püskürtücüsü (114a, b, c) içerebilir.
SEKIL 3'e istinaden, sekonder oksidasyon reaktörünün (104) bir
kesiti 3-3 hattir boyuncar gösterilmektedir, özellikle de üst
oksidan püskürtücüsünü (114a) göstermektedir. SEKIL 3'te
görüldügü gibi, üst oksidan püskürtücüsü (114a), gaz-fazli
oksidanin sekonder reaksiyon bölgesine (118) sokulmasi için
çok sayida oksidan tahliye deligini (124) içerebilir.
Gösterilmemis olmasina ragmen, üst oksidan püskürtücülerin
(114b ve 114c) her biri ayni zamanda birçok oksidan tahliye
deligi içerebilir. Benzer sekilde, daha düsük oksidan
püskürtücüsü (112) ayni zamanda çok sayida oksidan tahliye
deligi içerebilir. Bir veya daha fazla uygulamada üst oksidan
püskürtücüler (114a, b, c) tarafindan tanimlanan oksidan
tahliye deliklerinin (124) en az yüzde 50'si, en az yüzde
az yüzde 95'iveya en az yüzde 99'u gaz-fazli bir oksidani
tahliye etmek üzere normal olarak asagiya dogru
yönlendirilebilir. Burada kullanilan "asagiya dogru" terimi,
üst oksidan püskürtücülerin (114a, b, c) normal olarak altta
kalan tarafinin altina 15° dikey olarak uzanan herhangi bir
yönü belirtir. Çesitli uygulamalarda alttaki oksidan
püskürtücüsünde (112) bulunan oksidan tahliye deliklerinden en
yüzde 80'i, en az yüzde 90'i, en az yüzde 95'i veya en az
yüzde 99'u gaz-fazli oksidani tahliye etmek üzere normal
olarak asagiya dogru ve/veya 45° açida veya yaklasik 45 °
açida dikey olarak asagiya dogru yönlendirilebilir.
Yukarida belirtildigi gibi, gaz-fazli oksidanin ve reaksiyon
ortaminin (120a) en azindan bir kismi sekonder reaksiyon
bölgesine (118) dâhil edilir ve reaksiyon ortami (120b)
olusturmak üzere bir araya getirilebilir. Bir veya daha fazla
uygulamada reaksiyon ortaminin (120b) düsük oksijen
konsantrasyonunun minimum bölgelerine sahip olmasi arzu
edilebilir. Düsük oksijen içerikli alanlarin bu sekilde
asgariye indirilmesi, teorik olarak reaksiyon ortaminin (120b)
tüm hacminin, 20 ayri yatay muntazam hacim halinde
bölünmesiyle nicellestirilebilir. En yüksek ve en düsük yatay
dilimler haricinde - her bir yatay dilim, yan taraflarinda
reaktörün yan duvariyla sinirlanmis ve üstü ve altina hayali
yatay düzlemler ile sinirlanan ayri bir hacimdir. En yüksek
yatay dilim, tabanindan hayali bir yatay düzlem ile ve
tepesinde reaksiyon ortaminin üst yüzeyiyle veya sivi dolu bir
kolon durumunda tankin üst ucuyla sinirlandirilmistir. En
düsük yatay dilim üst kismindan hayali bir yatay düzlem ile ve
tabanindan tankin alt ucuyla sinirlanmistir. Çesitli
uygulamalarda, reaksiyon ortaminin (120b) tüm hacmi teorik
olarak esit hacimde 20 ayri yatay dilime bölündügünde, yan
yana. iki bitisik yatay' dilimin hiçbiri 7'den az, 8'den az,
9'dan az veya 10 ppmw'den az zaman ortalamasi ve hacim
ortalamasi kombinasyonlu bir oksijen içerigine sahip degildir.
Diger uygulamalarda 20 yatay dilimin hiçbiri, 7'den az, 8'den
az, 9'dan az veya 10 ppmw'den az zaman ortalamali ve hacim
ortalamali oksijen içerigine sahiptir.
Yeniden SEKIL Z'ye istinaden, genel olarak, besleme, oksidan
ve geri akisin primer oksidasyon reaktörüne (102) girme sekli
ve primer oksidasyon reaktörünün (102) çalisma sekli SEKIL
l'in kabarcik kolon reaktörüne (20) istinaden büyük ölçüde
yukarida tarif edilenle aynidir. Bununla birlikte, primer
oksidasyon reaktörü (102) (SEKIL 2) ve kabarcik kolon reaktörü
(20) (SEKIL 1) arasindaki bir fark, primer oksidasyon
reaktörünün (102), reaksiyon ortaminin (120a) bulamaç fazinin
asagi akis islemi için primer reaksiyon tankindan (106)
dogrudan bosaltilmasina izin veren bir çikis içermemesidir.
Aksine, primer oksidasyon reaktörü (102), reaksiyon ortaminin
(120a) bulamaç fazinin, reaktör sisteminden (100)
bosaltilmadan önce sekonder oksidasyon reaktöründen (104)
geçmesini gerektirir. Yukarida belirtildigi gibi sekonder
oksidasyon reaktörünün (104) sekonder reaksiyon bölgesi (118)
içindeki reaksiyon ortami (120b), reaksiyon ortaminin (120b)
sivi ve/Veya kati fazlarinin saflastirilmasina yardimci olmak
için daha fazla oksidasyona tabi tutulur.
Para-ksilenin reaksiyon bölgesine (116) beslendigi mevcut
islemde, reaksiyon ortaminin (120a) birincil reaksiyon
bölgesine (116) çikan ve sekonder reaksiyon bölgesine (118)
giren sivi fazi tipik olarak en azindan biraz para -toluik
asit içerir. Çesitli uygulamalarda para-toluik aside giren
sekonder reaksiyon bölgesine (118) ait önemli bir bölüm
sekonder reaksiyon bölgesinde (118) oksitlenebilir. Böylece,
ikinci reaksiyon bölgesinden (118) çikan reaksiyon ortaminin
(120b) sivi fazindaki para-toluik asidin zaman ortalamali
konsantrasyonu, sekonder reaksiyon bölgesine (118) giren
reaksiyon ortaminin (lZOa/b) sivi fazindaki para-toluik asidin
zaman ortalamali konsantrasyonundan daha düsük olabilir.
Çesitli uygulamalarda sekonder reaksiyon bölgesinden (118)
çikan reaksiyon ortaminin (120b) sivi fazinda para-toluik
asidin zaman ortalamali konsantrasyonu, sekonder reaksiyon
bölgesine (118) giren reaksiyon ortaminin (lZOa/b) sivi
fazindaki para-toluik asidin zaman ortalamali
konsantrasyonundan yüzde 50, 10 veya. 5 daha düsük olabilir.
Sekonder* reaksiyon bölgesine (118) giren reaksiyon ortaminin
(120a/b) sivi fazindaki para-toluik asidin zaman ortalamali
konsantrasyonu, en az yaklasik 250 ppmw, yaklasik 500 ila
araliginda olabilir. Karsilastirma yaparak, sekonder reaksiyon
bölgesinden (118) çikan reaksiyon ortaminin (120b) sivi
fazinda para-toluik asidin zaman ortalamali konsantrasyonu
yaklasik 1,000, 250 veya 50 ppmw'den az olabilir.
Reaksiyon ortami (120b), sekonder oksidasyon reaktörünün (104)
sekonder reaksiyon bölgesi (118) içinde islenirken, reaksiyon
ortaminin (120b) bulamaç fazi reaksiyon bölgesi (118) boyunca
asagiya dogru aktikça reaksiyon ortaminin (120b) gaz tutumu
düsebilir. Çesitli uygulamalarda sekonder reaksiyon bölgesine
(118) giren reaksiyon ortaminin (120a/b) zaman ortalamali gaz
tutma orani, sekonder reaksiyon bölgesinden (118) çikan
reaksiyon ortamina (120b) orani en az yaklasik 2: 1, 10: 1
veya 25: 1. olabilir. Ilaveten, sekonder reaksiyon bölgesine
(118) giren reaksiyon ortaminin (120a/b) zaman ortalamali gaz
tutma miktari, yaklasik 0,4 ila 0,9 araliginda, yaklasik 0,5
ila 0,8 araliginda veya 0.55 ila 0.7 araliginda olabilir.
Dahasi, sekonder reaksiyon bölgesinden (118) çikan reaksiyon
ortaminin (120b) zaman ortalamali gaz tutulmasi yaklasik 0.1,
0.05 veya 0.02'den az olabilir. Bir veya daha fazla uygulamada
primer reaksiyon bölgesindeki (116) reaksiyon ortaminin (120a)
zaman ortalamali gaz tutma orani gaz tutma degerlerinin
sekonder reaksiyon bölgesindeki (118) reaksiyon ortamina
(120b) orani, yaklasik 1: 1'den yüksek, yaklasik 1.25: 1 ila
yaklasik 5: 1 araliginda veya 1.5: 1 ila 4: l araliginda
olabilir, burada gaz tutma degerleri primer ve sekonder
reaksiyon bölgelerinin (116 ve 118) herhangi bir
yüksekliginde, primer ve sekonder reaksiyon bölgelerinin (116
ve 118) karsilik. gelen tüm yüksekliklerinde, primer ve/Veya
sekonder reaksiyon bölgelerinin (116 ve 118) %-yüksekliginde,
primer ve/veya sekonder reaksiyon bölgelerinin (116 ve 118) %
yüksekliginde, primer ve/veya sekonder reaksiyon bölgelerinin
(116 ve 118) ;a yüksekliginde ölçülür ve/veya primer ve/veya
sekonder reaksiyon bölgelerinin (116 ve 118) tüm
yüksekliklerinde ortalama degerlerdir. Çesitli uygulamalarda
primer reaksiyon bölgesindeki (116) reaksiyon ortami (120a)
parçasinin zaman ortalamali gaz tutma orani yaklasik 0,4 ila
yaklasik 0,9 araliginda, yaklasik 0,5 ila yaklasik 0.8
araliginda veya 0.55 ila 0.70 araliginda olup, burada gaz
tutma primer reaksiyon bölgesinin (116) herhangi bir
yüksekliginde, primer reaksiyon bölgesinin (116) %
yüksekliginde, primer reaksiyon. bölgesinin (116) %
yüksekliginde, primer reaksiyon bölgesinin (116) %
yüksekliginde ölçülür ve/Veya birincil reaksiyon bölgesinin
(116) tüm yüksekligi boyunca bir ortalamadir. Çesitli
uygulamalarda sekonder reaksiyon bölgesindeki (118) reaksiyon
ortami (120b) parçasinin zamana ortalamali gaz tutma miktari
yaklasik 0.01 ila yaklasik 0.6 araliginda, yaklasik 0.03 ila
yaklasik. 0.3 araliginda veya 0.08 ila 0.2 araliginda olup,
burada gaz tutma primer reaksiyon bölgesinin (118) herhangi
bir yüksekliginde, sekonder reaksiyon bölgesinin (118) %
yüksekliginde, sekonder reaksiyon bölgesinin (118) %
yüksekliginde, sekonder reaksiyon bölgesinin (118) %
yüksekliginde ölçülür ve/Veya sekonder reaksiyon bölgesinin
(118) tüm yüksekligi boyunca bir ortalamadir.
Reaksiyon ortaminin (120) sicakligi, primer ve sekonder
reaksiyon bölgelerinde (116 ve 118) yaklasik olarak ayni
olabilir. Çesitli uygulamalarda bu sicaklik, yaklasik 125 ila
yaklasik 200°C araliginda, yaklasik 140 ila yaklasik 180°C
araliginda veya 150 ila 170°C araliginda olabilir. Bununla
birlikte, sicaklik farklari, asagida SEKIL 4'e istinaden daha
detayli olarak tarif edilenler gibi primer reaksiyon bölgesi
(116) içinde olusturulabilir. Çesitli düzenlemelerde, ayni
büyüklükteki sicaklik farklari sekonder reaksiyon bölgesi
(118) içinde ve primer reaksiyon bölgesi (116) ile sekonder
reaksiyon bölgesi (118) arasinda da mevcut olabilir. Bu ilave
sicaklik gradyanlari, primer reaksiyon bölgesindekilerle (116)
karsilastirildiginda sekonder reaksiyon bölgesinde (118)
meydana gelen kimyasal reaksiyon, sekonder reaksiyon bölgesine
(118) ilave oksidan sokulmasi ve sekonder reaksiyon bölgesinde
(118) hala var olan statik basinçlar ile ilgilidir. Yukarida
açiklandigi gibi, çesitli uygulamalarda, kabarcik tutma primer
reaksiyon bölgesinde (116) sekonder reaksiyon bölgesinden
(118) daha büyük olabilir. Böylece, primer reaksiyon
bölgesinde (116) statik basinç sekonder reaksiyon bölgesinde
(118) oldugundan daha büyük olabilir. Bu basinç farkinin
büyüklügü, sivi veya bulamaç yogunlugunun büyüklügüne ve iki
reaksiyon bölgesi arasindaki kabarcik tutunmasinin farkina
baglidir. Bu basinç farkinin büyüklügü, sekonder reaksiyon
bölgesinin (118) üst sinirinin altindaki yüksekliklerde artar.
SEKIL 2'de görüldügü gibi, reaktör sistemine (100) beslenen
toplam Hmleküler oksijenin bir kismi, alt oksidan püskürtücü
(112) vasitasiyla ve istege bagli olarak bir veya daha fazla
üst oksidan püskürtücüleri (ll4a, b, c) vasitasiyla sekonder
oksidasyon reaktörünün (104) sekonder reaksiyon bölgesine
(118) sokulmustur. Çesitli uygulamalarda, reaktör sistemine
(100) beslenen toplam moleküler oksijenin büyük kismi,
sekonder reaksiyon bölgesine (118) sokulmus olan denge ile
birincil reaksiyon bölgesine (116) sokulabilir. Bir veya daha
fazla uygulamada reaktör sistemine (100) beslenen toplam
moleküler oksijenin en az yüzde 70, 90, 95 veya 98 mol yüzdesi
primer reaksiyon bölgesine (116) sokulabilir. Ayrica, primer
reaksiyon bölgesine (116) sokulan moleküler oksijen
miktarinin, sekonder reaksiyon bölgesine (118) sokulan
moleküler oksijen miktarina molar orani, en az yaklasik 2: 1,
yaklasik 4: 1 ila yaklasik 200: l araliginda veya 10: 1 ila
100: 1 araliginda olabilir. Çözücünün ve/veya oksitlenebilir
bilesigin (para-ksilen) bir kisminin dogrudan sekonder
reaksiyon bölgesine (118) beslenmesi mümkün olmakla birlikte,
çesitli uygulamalarda reaktör sistemine (100) beslenen çözücü
ve/veya oksidan bilesigin toplam miktarin yaklasik yüzde 10, 5
veya 1'i, direkt olarak sekonder reaksiyon bölgesine (118)
beslenir.
Primer reaksiyon tankinin (106) primer reaksiyon bölmesindeki
(116) reaksiyon ortaminin (120a) hacim, kalis süresi ve uzay
zamani orani, çesitli uygulamalarda, sekonder reaksiyon
tankinin (110) sekonder reaksiyon bölgesindeki (118) reaksiyon
ortaminin (120b) hacim, kalis süresi ve uzay zamani oranindan
büyük ölçüde daha büyük olabilir. Bu nedenle, reaktör
sistemine (100) beslenen oksitlenebilir bilesigin (para-
ksilen) büyük bir kismi, primer reaksiyon bölgesinde (116)
oksitlenebilir. Çesitli uygulamalarda, reaktör sistemi (100)
içerisinde oksitlenen. tüm oksitlenebilir bilesigin agirlikça
en az yaklasik yüzde 80, 90 veya 95'i, primer reaksiyon
bölgesinde (116) oksitlenebilir.
Bir veya daha fazla uygulamada primer reaksiyon bölgesindeki
(116) reaksiyon ortaminin (120a) zaman ortalamali yüzeysel gaz
hizi, yüzeysel gaz hizinin ölçüldügü, saniyede en az yaklasik
0.2, 0.4, 0.8 veya 1 metre olabilir, burada yüzeysel gaz
ölçümü primer reaksiyon bölgesinin (116) herhangi bir
yüksekliginde, primer reaksiyon bölgesinin (116) %-
yüksekliginde, primer reaksiyon bölgesinin (116) %
yüksekliginde, primer reaksiyon bölgesinin (116) %-
yüksekliginde ölçülür ve/veya primer reaksiyon bölgesinin
(116) tüm yüksekligi boyunca bir ortalamadir. Sekonder
reaksiyon bölgesindeki (118) reaksiyon ortami (120b), primer
reaksiyon bölgesindeki (116) reaksiyon ortami (120a) ile ayni
yüzeysel gaz hizina sahip olabilse de, çesitli uygulamalarda,
sekonder reaksiyon bölgesindeki (118) reaksiyon ortaminin
(120b) zaman ortalamali yüzeysel gaz hizi, primer reaksiyon
bölgesinde (116) bulunan reaksiyon ortaminin (120a) zaman
ortalamali yüzeysel gaz hizindan daha düsük olabilir. Sekonder
reaksiyon bölgesindeki (118) bu azaltilmis yüzeysel gaz hizi,
örnegin primer reaksiyon bölgesi (116) ile
karsilastirildiginda sekonder tepkime bölgesindeki (118)
moleküler oksijen talebinin azalmasiyla mümkün hale getirilir.
Primer reaksiyon bölgesindeki (116) reaksiyon ortaminin (120a)
zaman ortalamali yüzeysel gaz hizinin sekonder reaksiyon
bölmesindeki (118) reaksiyon ortamina (120b) orani, en az
yaklasik 1.25: 1, 2: 1 veya 5: 1 olabilir, burada yüzeysel gaz
hizlari primer ve ikincil reaksiyon bölgelerinin (116 ve 118)
herhangi bir yüksekliginde, primer ve ikincil reaksiyon
bölgelerinin (116 ve 118) karsilik gelen tüm yüksekliklerinde,
primer ve/Veya sekonder reaksiyon bölgelerinin (116 ve 118) %-
yüksekliginde, primer ve/Veya sekonder reaksiyon bölgelerinin
(116 ve 118) % yüksekliginde, primer ve/Veya sekonder
reaksiyon bölgelerinin (116 ve 118) â& yüksekliginde ölçülür,
ve/Veya primer ve/veya sekonder reaksiyon bölgelerinin (116 ve
118) tüm yükseklikleri boyunca ortalama degerlerdir. Çesitli
uygulamalarda sekonder reaksiyon bölmesindeki (118) reaksiyon
ortaminin (120b) zaman ortalamali ve hacim ortalamali yüzeysel
gaz hizi saniyede yaklasik 0,2, 0,1 veya 0,06 netreden daha
düsük olabilir, burada yüzeysel gaz hizi sekonder reaksiyon
bölgesinin (118) herhangi bir yüksekliginde, sekonder
reaksiyon bölgesinin (118) % yüksekliginde; sekonder reaksiyon
bölgesinin (118) ;é yüksekliginde ölçülür, sekonder reaksiyon
bölgesinin (118) % yüksekliginde ölçülür ve/Veya sekonder
reaksiyon bölgesinin (118) tüm yüksekligi boyunca bir
ortalamadir. Bu daha düsük yüzeysel gaz hizlariyla, sekonder
reaksiyon bölgesindeki (118) reaksiyon ortaminin (120b)
bulamaç fazinin asagi dogru akisi, tipa akisina dogru yönde
ilerlemek üzere yapilabilir. Örnegin, TPA olusturmak üzere
para-ksilenin oksidasyonu sirasinda, para-toluik asidin sivi
faz konsantrasyonunun göreli dikey gradyani, primer reaksiyon
bölgesine (116) kiyasla sekonder reaksiyon bölgesinde (118)
çok daha fazla olabilir. Bununla birlikte, sekonder reaksiyon
bölgesinin (118) sivinin ve bulamaç bilesimlerinin eksensel
olarak karistirilmasina sahip olan bir kabarcik kolonu oldugu
düsünülmektedir. Bulamaç fazinin (kati + sivi) zaman
ortalamali yüzeysel hizi ve sekonder reaksiyon bölgesindeki
(118) reaksiyon ortaminin sivi fazi (120b) saniyede yaklasik
0.2, 0.1 veya 0.06 metreden daha düsük olabilir, burada
yüzeysel gaz hizi sekonder reaksiyon bölgesinin (118) herhangi
bir yüksekliginde, sekonder reaksiyon bölgesinin (118) %
yüksekliginde; sekonder reaksiyon bölgesinin (118) %
yüksekliginde, sekonder reaksiyon bölgesinin (118) %-
yüksekliginde ölçülür ve/Veya ikincil reaksiyon bölgesinin
(118) tüm yüksekligi boyunca bir ortalamadir.
Çesitli uygulamalarda sekonder reaksiyon bölgesinde (118)
bulunan reaksiyon ortaminin (120b) sivi fazi, sekonder
reaksiyon bölgesinde (118) en az yaklasik 1 dakika, yaklasik 2
dakika ila yaklasik: 60 dakika arasinda veya 5 jJii 30 dakika
araligi içinde bir kütle ortalamali kalis süresine sahip
olabilir.
Yukarida belirtildigi gibi, yukarida SEKIL 1'e istinaden
kabarcik kolon reaktörlerinin bazi fiziksel ve operasyonel
özellikleri, islenmis reaksiyon ortaminin basinç, sicaklik ve
reaktan (yani oksijen ve oksitlenebilir bilesim)
konsantrasyonlarinda düsey gradyanlar temin etmektedir.
Yukarida tartisildigi gibi, bu dikey gradyanlar, geleneksel
olarak oksidasyon islemlerine kiyasla daha etkin ve ekonomik
bir oksidasyon islemi saglayabilir ve bu da nispeten esit
basinci, sicakligi ve reaktan konsantrasyonunun iyi
karistirilmis bir reaksiyon ortamini tercih eder. Mevcut
bulusun bir uygulamasina uygun olarak bir oksidasyon sistemi
kullanilarak mümkün olan oksijen, oksitlenebilir bilesik
(para-ksilen) ve sicaklik için dikey gradyanlar simdi daha
ayrintili olarak tartisilacaktir.
SEKIL 4'e istinaden, kabarcik kolon reaktöründe oksidasyon
esnasinda reaksiyon ortaminda mevcut reaktan konsantrasyon
gradyanlarini ölçmek için, reaksiyon ortaminin tüm hacmi
teorik olarak esit hacimde 30 ayri yatay dilim halinde
bölünebilir. SEKIL 4, reaksiyon ortamini esit hacimde 30 ayri
yatay dilime bölme kavramini göstermektedir. En yüksek ve en
düsük yatay dilini haricinde, her yatay dilim, üst ve altta
hayali yatay düzlemlerle sinirlandirilmis ve yan taraflarinda
reaktörün duvari ile sinirlandirilmis ayri bir hacimdir. En
yüksek yatay dilim, altina, hayali bir yatay düzleni ile ve
tepesinde reaksiyon ortaminin. üst yüzeyi ile sinirlanir. En
düsük yatay dilim üst kisminda hayali bir yatay düzlem ile ve
alt kisminda tank muhafazasinin tabaniyla sinirlandirilmistir.
Reaksiyon ortami teorik olarak esit hacimde 30 ayri yatay
dilime bölündükten sonra, her yatay dilimin zaman ortalamali
ve hacim ortalamali konsantrasyonu belirlenebilir. Tüm 30
yatay dilimin maksimum konsantrasyonuna sahip tekil yatay
dilim "C-maks yatay dilim" olarak tanimlanabilir. C-maks yatay
diliminin üzerinde bulunan ve C-maks yatay diliminin üstündeki
tüm yatay dilimlerin minimum konsantrasyonuna tekil yatay
dilim "C-min yatay dilim" olarak tanimlanabilir. Dikey
konsantrasyon gradyani daha sonra C-maks yatay dilimdeki
konsantrasyonun C-min yatay dilimdeki konsantrasyona orani
olarak hesaplanabilir.
Oksijen konsantrasyon gradyaninin nicellestirilmesi ile ilgili
olarak, reaksiyon ortami teorik olarak esit hacimde 30 ayri
yatay dilime bölündügünde, bir Oz-maks yatay diliminin 30 yatay
dilimin› tümünr içinde maksimuni oksijen konsantrasyonunar sahip
oldugu sekilde tanimlanmistir ve bir (b-min yatay dilimi Or-
maks yatay diliminin üzerinde yer alan yatay dilimlerinden en
düsük oksijen konsantrasyonuna sahip seklinde tanimlanmistir.
Yatay dilimlerin oksijen konsantrasyonlari, reaksiyon
ortaminin gaz fazinda, zaman ortalamali ve hacim-ortalamali
molar islak bazda ölçülür. Çesitli uygulamalarda Oz-maks yatay
kesitin oksijen konsantrasyonunun O2-min yatay kesitin oksijen
konsantrasyonuna orani yaklasik 2: 1 ila yaklasik 25: l
araliginda; yaklasik 3: 1 ila yaklasik 15: l araliginda, veya
4: 1 ila 10: l araliginda olabilir.
Tipik olarak, O2-maks yatay dilim reaksiyon ortaminin tabaninin
yakininda bulunurken, Oz-min yatay dilini reaksiyon ortaminin
üst kisminin yakininda konumlandirilacaktir. Bir veya daha
fazla uygulamada Oz-min yatay dilim, 30 ayri yatay dilimin en
üstteki 5 yatay diliminden biri olabilir. Buna ek olarak,
SEKIL 4'te gösterildigi gibi, Oz-min yatay dilim 30 ayri yatay
dilimden en üstteki olabilir. Çesitli uygulamalarda Oz-maks
yatay dilim, 30 ayri yatay dilimin en altindaki lO yatay10
dilimden biri olabilir. Buna ek olarak, Oz-maks yatay dilim, 30
ayri yatay dilimin en alttaki 5 yatay diliminden biri
olabilir. Örnegin, SEKIL 4, reaktörün tabanindan üçüncü yatay
dilim olarak Cb-maks yatay dilimini göstermektedir. Bir veya
daha fazla uygulamada Oz-min ve O2-maks yatay dilimler
arasindaki dikey aralik, en az yaklasik 2Wp, en az yaklasik 4Wp
veya en az 6Wp olabilir. Buna ek olarak, Oz-min ve O2-maks
yatay dilimler arasindaki dikey bosluk en az yaklasik 0.2Hp, en
az yaklasik 0.4Hp veya en az 0.6Hp olabilir.
(b-min yatay kesitin islak temelde zaman ortalamali ve hacim
ortalamali oksijen konsantrasyonu, yaklasik yüzde 0,1 ila
yaklasik yüzde 3 mol araliginda, yaklasik yüzde 0,3 ila
yaklasik 2 mol araliginda veya yüzde 0.5 ila 1.5 mol
araliginda olabilir. Oz-maks yatay kesitin zaman ortalamali ve
hacim ortalamali oksijen konsantrasyonu yaklasik yüzde 4 ila
yaklasik yüzde 20 mol araliginda, yaklasik yüzde 5 ila
yaklasik yüzde 15 mol araliginda veya yüzde 6 ila 12 mol
araliginda olabilir. Reaktörden gaz çikisi vasitasiyla
bosaltilan gaz halindeki Çikis maddesinde kuru bazda oksijenin
zaman ortalamali konsantrasyonu yaklasik yüzde 0.5 ila
yaklasikr yüzde 9 mol araliginda, yaklasik 1 ila yaklasikr 7
araliginda veya yüzde 1.5 ila 5 mol araligindadir olabilir.
Oksijen konsantrasyonu reaksiyon ortaminin tepesine dogru
belirgin bir` sekilde bozundugundan, oksijen. talebi reaksiyon
ortaminin tepesinde azaltilabilir. Reaksiyon ortaminin
tepesine yakin oksijen talebinin azaltilmasi, oksitlenebilir
bilesigin (para-ksilen)asgari konsantrasyonunun reaksiyon
ortaminin tepesine yakin yerlestirildiginde oksitlenebilir
bilesigin konsantrasyonunda dikey bir degisim yaratarak
gerçeklestirilebilir.
Reaksiyon ortami teorikr olarakr esit hacimde 30 ayri yatay
dilime bölündügünde oksitlenebilir bilesigin (örnegin para-
ksilen) konsantrasyon gradyaninin nicellestirilmesi ile ilgili
olarak, bir OC-maks yatay dilim, oksijenli bilesik
konsantrasyonunun 30 yatay' dilini ve bir* OC-min yatay dilim,
OC-maks yatay dilimin üstünde bulunan yatay dilimlerin minimum
oksitlenebilir bilesik konsantrasyonuna sahip oldugu tespit
edilmistir. Yatay dilimlerin oksitlenebilir bilesik
konsantrasyonlari sivi fazda zaman ortalamali ve hacimsel
ortalamali kütle fraksiyonu bazinda ölçülür. Çesitli
uygulamalarda OC-maks yatay diliminin oksitlenebilir bilesik
konsantrasyonunun OC-min yatay dilimin oksitlenebilir bilesik
konsantrasyonuna orani yaklasik 5:1'den büyük, yaklasik
araliginda olabilir.
Tipik olarak, OC-maks yatay dilimi reaksiyon ortaminin
tabaninin yakininda bulunurken, OC-min yatay dilimi reaksiyon
ortaminin üst kisminin yakininda konumlandirilacaktir. Bir
veya daha fazla düzenekte OC-min yatay dilimi, 30 ayri yatay
dilimin 5-en üstteki en üst yatay dilimlerinden biri olabilir.
Buna ek olarak, SEKIL 4'te gösterildigi gibi, OC-min yatay
dilim 30 ayri yatay dilimden en üstteki dilim olabilir.
Çesitli düzenlemelerde, OC-maks yatay dilim, 30 ayri yatay
dilimin en alttaki 10 yatay diliminden biri olabilir. Buna ek
olarak, OC-maks yatay dilim, 30 ayri yatay dilimin en alttaki
yatay diliminden biri olabilir. Örnek için SEKIL 4, OC-maks
yatay dilimini, reaktörün altindan besinci yatay dilim olarak
göstermektedir. Çesitli uygulamalarda, OC-min ve OC-maks yatay
dilimler arasindaki dikey bosluk, en az yaklasik 2Wp ("Wp",
reaksiyon ortaminin maksimum genisligidir), en az yaklasik 4Wp
veya en az 6Wp
dikey bosluk en az yaklasik 0.2Hp, en az yaklasik 0.4Hp veya en
azindan 0.6Hp olabilir.
OC-min yatay diliminin sivi fazindaki zaman ortalamali ve
hacim ortalamali oksitlenebilir bilesik (örnegin, para-ksilen)
konsantrasyonu yaklasik 5,000 ppmw'den az, yaklasik 2,000
ppmw'den az, yaklasik 400 ppmw'den az veya 1 ppmw ila 100 ppmw
araliginda olabilir. OC-maks yatay kesitinin sivi fazindaki
zaman ortalamali ve hacim. ortalamali oksitlenebilir bilesik
konsantrasyonu, yaklasik 100 ppmw ila yaklasik 10,000 ppmw,
ppmw ila 3,000 ppmw araliginda olabilir.
Kabarcik kolon reaktörü, oksitlenebilir bilesigin
konsantrasyonunda dikey gradyanlar saglayabilmesine ragmen,
sivi fazda 1000 ppmw'nin üzerinde bir oksitlenebilir bilesik
konsantrasyonuna sahip reaksiyon ortaminin hacim yüzdesi de en
aza indirilebilir. Çesitli uygulamalarda, sivi fazda 1.000
ppmw'nin üzerinde oksitlenebilir bir bilesik konsantrasyonuna
sahip reaksiyon ortaminin zaman ortalamali hacim yüzdesi,
yaklasik yüzde 9'dan az, yüzde 6'dan az veya yüzde 3'ten az
olabilir. ilaveten, sivi fazda 2,500 ppmw'nin üstünde
oksitlenebilir bir bilesik konsantrasyonuna sahip olan
reaksiyon. ortaminin zaman. ortalamali hacini yüzdesi, yaklasik
yüzde 1.5'ten az, yaklasik yüzde 1'den az veya yüzde 0.5'ten
az olabilir. Bundan baska, sivi fazda 10,000 ppmw'nin üzerinde
oksitlenebilir bir bilesik konsantrasyonuna sahip reaksiyon
ortaminin zaman ortalamali hacim yüzdesi yaklasik yüzde 0,3'ün
altinda, yaklasik. yüzde 0,1'in altinda ya da yüzde 0,03'ün
altinda olabilir. Ayrica, sivi fazda 25,000 ppmw'nin üstünde
oksitlenebilir bir bilesik konsantrasyonuna sahip reaksiyon
ortaminin zaman ortalamali hacim yüzdesi yaklasik yüzde 0.03
daha az olabilir. Bulus sahipleri, oksitlenebilir bilesigin
yükseltilmis seviyelerine sahip olan reaksiyon ortaminin
hacminin tek bir bitisik hacimde bulunmasi gerekmedigini
belirtmektedir. Çogu zaman, bir kabarcik kolon reaktör
tankindaki kaotik akis desenleri, oksitlenebilir bilesigin
yükseltilmis seviyelerine sahip reaksiyon ortaminin iki 'veya
daha fazla devamli fakat ayrilmis kisimlarini üretir. Zaman
ortalamasinda kullanildigi her zaman, toplam reaksiyon
ortaminin› yüzde 0.0001 hacini yüzdesinden daha büyükr olana bu
gibi sürekli fakat ayrilmis hacimler, sivi fazda
yükseltilebilir oksitlenebilir bilesik konsantrasyon
seviyelerine sahip olan toplam hacmi belirlemek üzere birlikte
eklenir.
Yukarida tartisilan, oksijen ve oksitlenebilir bilesigin
konsantrasyon gradyanlarina ilaveten, reaksiyon ortaminda bir
sicaklik gradyani mevcut olabilir. SEKIL 4'e istinaden, bu
sicaklik gradyani reaksiyon ortamini teorik olarak esit
hacimde 30 ayrik yatay dilim halinde bölüp her dilimin zaman
ortalamali ve hacim ortalamali sicakligini ölçerek
konsantrasyon gradyanlarina benzer bir sekilde
nicellestirilebilir. En düsük sicakliga sahip olan 15 yatay
dilimden en düsük sicakliga sahip olan yatay dilim T-min yatay
dilim olarak tanimlanabilir ve T-min yatay diliminin üzerinde
bulunan ve T-min yatay diliminin üzerinde sicakliga sahip olan
tüm dilimler içerisinde en yüksek sicakliga sahip olan yatay
dilimr de T-maks yatay dilimr olarak tanimlanabilir. Çesitli
uygulamalarda, T-maks yatay dilimin sicakligi, T-min yatay
dilimin sicakligindan yaklasik en az 1° C daha yüksek
olabilir, T-min yatay dilimin sicakligindan yaklasik 1.25 ila
yaklasik 12° C daha yüksek bir aralikta veya T-min yatay
dilimin sicakligindan 2 ila 8° C daha yüksek. bir aralikta
olabilir. T-maks yatay dilimin sicakligi, yaklasik 125 ila
yaklasik 200° C araliginda, yaklasik 140 ila yaklasik 180° C
araliginda veya 150 ila 170° C araliginda olabilir.
Tipik olarak, T-maks yatay dilimi reaksiyon ortaminin
merkezine yakin olacak ve T-min yatay dilimi reaksiyon
ortaminin altina yakin olacak sekilde konumlandirilacaktir.
Çesitli uygulamalarda, T-min yatay dilimi, en alt 15 yatay10
dilimin en alttaki ll) diliminden biri 'veya &ni alt 15 yatay
dilimin en alttaki 5 yatay diliminden biri olabilir. Örnegin,
SEKIL 4 T-min yatay dilimini reaktörün tabanindan ikinci yatay
dilim olarak göstermektedir. Çesitli uygulamalarda, T-maks
yatay dilimi, 30 ayrik yatay dilimin 20 orta yatay diliminden
biri veya 30 ayrik yatay dilimin 14 orta yatay diliminden
birisi olabilir. Örnegin, SEKIL 4, T-maks yatay dilimini,
reaktörün tabanindan yirminci yatay dilim (yani, ortadaki 10
yatay› dilimden biri) olarak göstermektedir. T-min ve T-maks
yatay dilimler arasindaki dikey bosluk en az yaklasik 2Wp, en
az yaklasik 4Wý veya en az 6Wp olabilir. T-min ve T-maks yatay
dilimler arasindaki dikey bosluk en az yaklasik 0.2Hp, en az
yaklasik 0.4Hpveya en az 0.6Hp olabilir.
Yukarida tartisildigi gibi, reaksiyon ortaminda dikey bir
sicaklikr gradyani mevcut oldugunda, reaksiyon ortaminin
sicakliginin en fazla oldugu yükseltilmis bir konumda
reaksiyon ortamini geri çekmek, özellikle de geri çekilen ürün
yüksek sicakliklarda daha sonraki bir isleme tabi
tutuldugunda, avantajli olabilmektedir. Böylece, reaksiyon
ortami (120), SEKIL 2'de gösterildigi gibi bir veya daha fazla
yükseltilmis çikis yoluyla reaksiyon bölgesinden çekildiginde
yükseltilmis çikis(lar) T-maks yatay dilimin yakinina
yerlestirilebilir. Çesitli uygulamalarda, yükseltilmis çikis,
T-maks yatay diliminin lO yatay dilimi içinde, T-maks yatay
diliminin 5 yatay dilimi içinde veya T-maks yatay diliminin 2
yatay dilimi içinde yer alabilir.
Simdi burada tarif edilen yaratici özelliklerin çogunun çoklu
oksidasyon reaktör sistemlerinde kullanilabilecegi
belirtilmektedir.
Bir reaksiyon ortaminda oksijen konsantrasyonunun ve/veya
tüketim kademesinin derecesinin nicellestirilmesinin bir yolu,
reaksiyon ortaminin iki veya daha fazla farkli yüzde 20'lik
devamli hacimlerini karsilastirmaktir. Bu yüzde 20'lik devamli
hacimlerin belirli bir sekil ile tanimlanmasi gerekmez.
Bununla. birlikte, her yüzde 20'lik devamli hacim, reaksiyon
ortaminin bitisik bir hacminden olusturulmalidir (yani, her
bir hacim "devamli"dir) ve yüzde 20'lik devamli hacimlerin
birbiri üzerine gelmemesi gerekir (yani hacimler "ayrik"tir).
Bu yüzde 20'lik devamli hacimler ayni reaktöre veya birden
fazla reaktöre konabilir. SEKIL 5'e istinaden, kabarcik kolon
reaktörü, ilk yüzde 20'lik devamli hacmi (37) ve ikinci bir
farkli yüzde 20'lik devamli hacmi (39) içeren bir reaksiyon
ortami içerir sekilde gösterilmektedir.
Reaksiyon ortaminda oksijenin bulunabilirliginin
evrelendirilmesi, gaz fazinda oksijenin en bol mol
fraksiyonuna sahip reaksiyon ortaminin yüzde 20'lik devamli
hacmine bakilarak ve gaz fazindaki oksijenin en fazla
tüketilmis mol fraksiyonuna sahip reaksiyon ortaminin yüzde
'lik devamli hacmine bakilarak nicellestirilebilir. En
yüksek oksijen konsantrasyonunu ihtiva eden reaksiyon
ortaminin farkli yüzde 20'lik devamli hacminin gaz fazinda,
islak bir temelde, zaman ortalamali ve hacim ortalamali
oksijen konsantrasyonu, yaklasik yüzde 3 ilâ yaklasik yüzde 18
mol araliginda, yaklasik yüzde 3,5 ila yüzde 14 mol araliginda
veya yüzde 4 ila yüzde 10 mol araligindadir. En düsük oksijen
konsantrasyonunu ihtiva eden reaksiyon ortaminin farkli yüzde
'lik devamli hacminin gaz fazinda, islak bir temelde, zaman
ortalamali ve hacim ortalamali oksijen konsantrasyonu yaklasik
yüzde 0.3 ila yaklasik 5 mol, yaklasik yüzde 0.6 ila yaklasik
yüzde 4 mol araliginda veya yüzde 0.9 ila yüzde 3 mol
araligindadir. Dahasi, islak bir temelde, zaman ortalamali ve
hacim ortalamali oksijen konsantrasyonu, reaksiyon ortaminin
en bol yüzde 20'lik devamli hacminin reaksiyon ortaminin en az
tüketilen yüzde 20'lik devamli hacmine orani, yaklasik 1.5: 1
ila yaklasik 20: l araliginda, yaklasik 2: 1 ila yaklasik 12:
l araliginda veya yaklasik 3: 1 ila 9: l araliginda olabilir.10
Reaksiyon ortamindaki oksijen tüketim hizinin evrelendirilmesi
baslangiçta yukarida tarif edilen bir oksijen-STR'ye dayanarak
nicellestirilebilir. Oksijen-STR, daha önce küresel anlamda
(yani, tüm reaksiyon ortaminin ortalama oksijen-STR
perspektifinden) tarif edilmistir; bununla birlikte, oksijen-
STR, reaksiyon ortami boyunca oksijen tüketim oraninin
derecelendirilisini nicellestirmek için yerel bir anlamda da
(yani, reaksiyon ortaminin bir kismi) ele alinabilir.
Bulus sahipleri, oksijen-STR'nin reaksiyon ortami boyunca
burada açiklanan arzu edilen gradyanlarla genel olarak uyum
içinde bulunan reaksiyon ortamindaki basinç ve reaksiyon
ortaminin gaz fazindaki moleküler oksijen mol fraksiyonu ile
ilgili olarak degisiklik yapmasinin yararli olabilecegini
kesfettiler. Dolayisiyla, çesitli uygulamalarda, reaksiyon
ortaminin ilk ayri yüzde 20'lik devamli hacminin oksijen-STR
orani, reaksiyon ortaminin ikinci bir ayri yüzde 20'lik
devamli hacminin oksijen-STR'si ile karsilastirildiginda,
yaklasik 1.5: 1 ila yaklasik 20: l araliginda, yaklasik 2: 1
ila yaklasik 12: l araliginda veya 3: 1 ila 9: l araliginda
bulunur. Bir uygulamada "ilk ayri yüzde 20'lik devamli hacim",
moleküler oksijenin baslangiçta reaksiyon ortamina dâhil
edildigi yere "ikinci yüzde 20'lik devamli hacimden" daha
yakin olabilir. Oksijen-STR'deki bu büyük gradyanlar ister
kismi oksidasyon reaksiyonu ortaminin bir kabarcik kolon
oksidasyon reaktöründe ister gradyanlarin basinç ve/veya
reaksiyon ortaminin gaz fazindaki moleküler oksijenin mol
fraksiyonunda yaratildigi herhangi bir reaksiyon tankinda
bulunursa arzu edilebilir (örnegin muhtemelen genellikle yatay
bölme düzenekleri ile zenginlestirilmis, güçlü radyal akisa
sahip birden fazla pervaneyi kullanarak elde edilen, birden
fazla, dikey olarak yerlestirilmis karistirma bölgelerine
sahip olan, mekanik olarak çalkalanan bir tankta, genellikle
reaksiyon kabinin alt bölümüne yakin bir beslemeden yukari
dogru yükselen oksidan akisina ragmen oksidan akisinin önemli
ölçüde yeniden karistirilmasi dikey olarak yerlestirilmis her
bir karistirma bölgesi içinde ortaya çikabilir ve oksidan
akisinin yeniden-karistirilmasi dikey olarak yerlestirilmis
bitisik karistirma bölgeleri arasinda ortaya çikabilir). Yani,
reaksiyon ortaminin gaz fazindaki moleküler oksijenin basinci
ve/Veya mol fraksiyonunda bir gradyan mevcut oldugunda, bulus
sahipleri, çözünmüs oksijen için kimyasal gereksinime benzer
bir gradyanin yaratilmasinin arzu edilebilecegini kesfettiler.
Yerel oksijen-STR'nin degismesine neden olan bir yol,
oksitlenebilir bilesigin besleme yerlerini kontrol etmek ve
reaksiyon ortaminin sivi fazinin buradaki diger açiklamalara
göre oksitlenebilir~ bilesigin konsantrasyonundaki gradyanlara
karistirilmasinin kontrol edilmesidir. Lokal oksijen-STR'nin
degismesine neden olan diger yararli araçlar, lokal sicaklik
degisimine neden olarak reaksiyon aktivitesinde degisikliklere
neden olmayi ve yerel katalizör ve çözücü bilesen karisimini
degistirmeyi içerir (örnegin, reaksiyon ortaminin belirli bir
bölümünde buharlastirici sogutmaya neden olacak ek bir gaz
ilavesi ve/Veya reaksiyon ortaminin belirli bir bölümünde
etkinligi düsürmek için daha yüksekr miktardar su içeren bir
çözücü akisi eklenerek).
SEKIL 6'ya istinaden, saflastirilmis tereftalik asit ("PTA")
üretmek üzere bir primer oksidasyon reaktörü (ZOOa) ve bir
sekonder oksidasyon reaktörü (ZOOb) içeren bir oksidasyon
reaktörü sistemini (200) kullanan bir islem gösterilmektedir.
SEKIL 6'da gösterilen konfigürasyonda, bir baslangiç bulamaci
primer oksidasyon reaktöründen (ZOOa) üretilebilir ve bundan
sonra, ikincil oksidasyon reaktörünün (ZOOb) bir parçasi
oldugu bir aritma sisteminde (202) aritmaya tabi tutulabilir.
Primer oksidasyon reaktöründen (ZOOa) çekilen baslangiç
bulamaci, kati ham tereftalik asit ("CTA") parçaciklari ve bir
sivi ana çözeltisi içerebilir. Tipik olarak baslangiç
bulamaci, dengesi sivi ana çözeltisi olan agirlikça yaklasik
yüzde 10 ila yaklasik yüzde 50 oraninda kati CTA partikülleri
içerebilir. Birincil oksidasyon reaktöründen (200a) çekilen
baslangiç bulamacindar bulunan kati CTA partikülleri, en az
yaklasik , en az
içerebilir.
Aritma sistemi (202), primer oksidasyon reaktöründen (200a)
çekilen baslangiç bulamacini alir ve 4-CBA konsantrasyonunu ve
CTA'da mevcut olan diger safsizliklari düsürür. Saflastirma
sisteminden (202) daha saf/aritilmis bir bulamaç üretilebilir
ve böylece yaklasik 400 ppmw'den az 4-CBA, yaklasik 250
ppmw'den az 4-CBA veya 10 ila 200 ppmw 4-CBA içeren daha saf
kati tereftalik asit parçaciklari elde etmek için ayristirma
sisteminde (204) ayristirma ve kurutma islemine tabi
tutulabilir.
Aritma sistemi (202), sekonder oksidasyon reaktörü (200b), bir
sindirici (206) ve bir tekil kristallestirici (208) içerir.
Sekonder oksidasyon reaktöründe (200b), baslangiç bulamaci,
SEKIL 2'nin sekonder oksidasyon reaktörüne (104) istinaden
yukarida açiklanan kosullardaki oksidasyona tabi tutulur.
Ikincil oksidasyon reaktöründen (200b) çikan bulamaç
sindiriciye (206) sokulur. Sindiricide (206), primer
oksidasyon reaktöründe (200a) kullanilanlardan biraz daha
yüksek sicakliklarda ilave bir oksidasyon reaksiyonu
gerçeklestirilebilir.
Primer oksidasyon reaktöründe (200a) üretilen CTA
parçaciklarinin yüksek yüzey alani, küçük parçacik boyutu ve
düsük yogunlugu, CTA parçaciklarinda yakalanan bazi yabanci
maddelerin, sindiricide (206) CTA parçaciklarinin tamamen
çözülmesini gerektirmeden, sindirici (206) içerisinde
oksitlenmeye açik hale gelmesine neden olabilir. Böylece,
sindiricideki (206) sicaklik, birçok benzer önceki teknik
islemlerden daha düsük olabilir. sindiricide (206)
gerçeklestirilen diger oksidasyon CTA'daki 4-CBA
konsantrasyonunu en az 200 ppmw, en az yaklasik 400 ppmw veya
Sindirme sicakligi, reaktördeki (200a) primer oksidasyon
sicakligindan en az yaklasik 10° C daha yüksek, reaktördeki
(200a) primer oksidasyon sicakligindan en az yaklasik 20 ila
80° C daha yüksek, reaktördeki (200a) primer oksidasyon
sicakligindan en az yaklasik 30 ila 50° C daha yüksek
olabilir. Sindirme sicakligi yaklasik 160 ila yaklasik 240° C,
C araliginda olabilir. Çesitli uygulamalarda, sindiriciden
(206) saflastirilmis ürün, ayristirma sisteminde (204)
ayristirilmadan önce kristallestiricide (208) sadece tek bir
kristallestirme adimina ihtiyaç duyar. Uygun sekonder
oksidasyon/sindirme teknikleri, hepsi burada referans olarak
anilan Birlesik Devletler Patent Belgesi 7,132,566'da daha
ayrintili olarak tartisilmaktadir.
SEKIL 6'da gösterilen sistemle üretilen tereftalik asit
(örnegin PTA), ortalama en az yaklasik 40 mikrometre (um)
yaklasik 50 ila yaklasik 2.000 um araliginda veya yaklasik 60
ila 200 um araliginda bir partikül boyutuna sahip olan PTA
partiküllerinden olusturulabilir. PTA partikülleri, yaklasik
0.25 nP/g'den daha düsük, yaklasik 0.005 ila yaklasik 0.2 nß/g
araliginda veya 0.01 ila 0.18 nF/g araliginda ortalama bir BET
yüzey alanina sahip olabilir. SEKIL 6'da gösterilen sistemle
üretilen PTA, PET yapiminda hammadde olarak kullanim için
uygundur. Tipik olarak, PET, tereftalik asidin etilen glikol
ile esterifikasyonu ve ardindan polikondensasyon yoluyla
yapilir. Çesitli uygulamalarda mevcut bulusa ait bir
uygulamayla üretilen tereftalik asit, U.S. Patenti
6,861,494'te açiklanan boru reaktörü PET islemi için bir
Burada açiklanan morfolojiye sahip CTA parçaciklari, 4-CBA
içeriginin azaltilmasi için yukarida tarif edilen oksidatif
sindirim isleminde özellikle faydali olabilir. Buna ek olarak,
bu CTA partikülleri, parçaciklarin çözünmesi ve/veya kimyasal
reaksiyonunu içeren genis bir yelpazedeki diger öncül
islemlerde avantajlar saglayabilir. Bu ek öncül islemler
bunlarla sinirli olmamak üzere, ester bilesiklerini olusturmak
üzere en az bir hidroksil içeren bilesik ile reaksiyon,
özellikle de dimetil tereftalat ve saf olmayan esterlerin
olusturulmasi için CTA'nin metanol ile reaksiyonu; ester
monomer ve/Veya polimer bilesikleri olusturmak üzere en az bir
diol ile reaksiyon, özellikle de polietilen tereftalat (PET)
olusturmak üzere CTA'nin etilen glikol ile reaksiyonu ve
bunlarla sinirli olmamak üzere daha saf bir tereftalik asidin
tekrar çökeltilmesi ve/veya karboksilik asit gruplari
disindaki karbonil gruplarinin seçici kimyasal azaltilmasi
dâhil ileri islem içerebilen, bununla sinirli olmamak üzere
su, asetik asit ve N-metil-Z-pirolidon da dâhil olmak üzere
çözücüler içerisinde tam veya kismen çözündürülme içerebilir.
Özellikle CTA'nin 4-CBA, florenonlar, fenonlar ve/veya
antrakinonlarin aldehit miktarini azaltan kismi
hidrojenasyonla birlestirilmis su içeren bir çözücü içerisinde
önemli ölçüde çözünmesi dâhildir.
TANIMLAR
Asagidakilerin tanimlanmis terimlerin özel bir listesi oldugu
düsünülmemelidir. Diger tanimlar, örnegin tanimlanan bir terim
baglamda kullanilmasi ile birlikte oldugu gibi, yukaridaki
tarifte saglanabilir.
Burada kullanilan "bir" ve bunun gibi terimler bir veya daha
fazla anlamina gelir.
Burada kullanilan "ve/veya" terimi, iki veya daha fazla
maddeden olusan bir listede kullanildiginda, listelenen
herhangi bir maddenin kendisi tarafindan kullanilabilecegi
anlamina gelir veya listelenen iki veya daha fazla nmddenin
herhangi bir kombinasyonu olarak kullanilabilir. Örnegin, bir
bilesini A, B ve/veya C bilesenlerini içermektedir seklinde
tarif edilirse, bilesim A'yi tek basina; B'yi tek basina; C'yi
tek basina; A ve B'yi kombinasyon halinde; A ve C'yi
kombinasyon halinde, B ve C'yi kombinasyon halinde; veya A, B
ve C'yi kombinasyon halinde içerebilir.
Burada kullanilan sekliyle "kapsar" ve "içerir" terimleri,
terimden önce belirtilen bir özneden terimden sonra belirtilen
bir veya daha fazla özneye geçis için kullanilan, geçis
teriminden sonra listelenen öge veya ögelerin konuyu olusturan
tek unsur olmadigi açik uçlu geçis terimleridir.
Burada kullanilan "sahip olma" terimi, yukarida verilen
sahiptir..
Burada kullanilan "dâhil" terimi, yukarida verilen "kapsar" ve
SAYISAL ARALIKLAR
Mevcut tarifname, bulusla ilgili bazi parametrelerin nicel
araliklarini ölçmek için kullanmaktadir. Sayisal araliklar
saglandiginda, bu araliklarin yalnizca araligin daha düsük
degerini ve ayni zamanda araligin üst degerini açiklayan talep
sinirlamalarini tarif eden talep sinirlamalari için gerçek
anlamda destek sagladigi seklinde yorumlanacagi
anlasilmalidir. Örnegin, açiklanan 10 ila 100 arasinda sayisal
bir aralik "lO'dan büyük" (üst sinir olmadan) ve "lOO'den azi"
(alt sinirlar olmaksizin) ifade eden bir istem için gerçekçi
bir destek saglamaktadir.
Mevcut tarifname, bulusa iliskin belirli parametrelerin
sayisal degerlerini belirlemek için spesifik sayisal degerleri
kullanmaktadir; burada, spesifik sayisal degerler sayisal bir
araligin açikça parçasi degildir. Burada verilen her belirli
sayisal degerin, genis, orta ve dar aralik için gerçek anlamda
destek sagladigi seklinde yorumlanacagi anlasilmalidir.
Belirli sayisal degerlerle ilgili genis aralik, iki anlamli
basamaga yuvarlanmis olan sayisal degerin arti ve eksi yüzde
60'idir. Belirli sayisal deger ile iliskili orta aralik, iki
anlamli basamaga yuvarlanmis olan sayisal degerin arti ve eksi
yüzde 30'udur. Belirli sayisal degerlerle iliskili dar aralik,
iki anlamli basamaga yuvarlanmis olan sayisal degerin arti ve
eksi yüzde 15'idir. Örnegin, sartname 17 °C [62 ° F] 'lik bir
sicakligi tanimlarsa, böyle bir açiklama genis bir sayisal
°F +/- 37 °F], orta bir sayisal aralik için 6°C - 27°C (17°C
+/- 9 ° F] arasi sabit destek saglar. Bu genis, orta ve dar
sayisal araliklar yalnizca belirli degerlere degil ayni
zamanda bu belirli degerler arasindaki farklara da
uygulanmalidir. Böylece, sartname, 758 kPa [110 psia]'lik
birinci bir basinci ve 330 kPa [48 psia]'lik ikinci bir
basinci ( tanimladiginda, basinç farki
için genis, orta ve dar araliklar bu iki akis arasinda
GERI AKIS
44\-/
46»/~`
74a\/_\&
74b`/
74db/
GERI' AKIS
1200"/x 02-* `DS .+-02 L
3 :î/3`120b S
106” + ]1_8 f
02+" 14-02
I 'I ` . BL'LANIAÇ
BESLEME _P '
BESLEME _Dr
OKSIDAN
d / T nmks
ANWJ›U`IO>`JCD
39~/'
37/?1
OKSIDAN
3) ..8 8? \tJÖH_
New? l | I::: | I I I_ _
Nolîvn _
NOllT'I All ..
Claims (1)
- ISTEMLER .Para-ksilen içeren bir bulamaç ile hava içeren gaz fazli bir oksidani temas ettirerek bir tereftalik asit üretmek için bir sistem olup; söz konusu sistem asagidakileri bir ilk bulamaç çikisi içeren primer oksidasyon reaktörü; ve bir bulamaç girisi, bir ikinci bulamaç çikisi, bir normal alt oksidan girisi ve bir normal üst oksidan girisi içeren sekonder oksidasyon reaktörü, burada söz konusu bulamaç girisi, söz konusu birinci bulamaç çikisiyla asagi akiskan iletisimi içindedir, burada söz konusu sekonder oksidasyon reaktörü içinde bulunan en fazla LS uzunluguna sahip sekonder bir reaksiyon bölgesini tanimlamaktadir, burada söz konusu normal alt oksidan girisi söz konusu sekonder reaksiyon bölgesinin tabanindan 0.5Ls'den daha yakina yerlestirilmistir, burada söz konusu normal üst oksidan girisi söz konusu sekonder reaksiyon bölgesinin tabanindan en az 0.5:is uzaga yerlestirilmistir; ve burada söz konusu primer oksidasyon reaktörü kabarcik kolonlu bir reaktör ve söz konusu sekonder oksidasyon reaktörü kabarcik kolonlu bir reaktördür. .Istem l'e göre sistem olup, burada söz konusu normal üst oksidan girisi ve söz konusu normal alt oksidan girisi aralarinda söz konusu gaz fazli oksidanin söz konusu ikinci reaksiyon bölgesine sokulmasi için genel açik bir alani tanimlar, burada, söz konusu normal üst oksidan girisi söz konusu genel açik alanin % 5 ila 49'u arasinda bir oranda tanimlanmaktadir. .Istem l' e göre sistem olup, burada söz konusu normal üst oksidan girisi söz konusu sekonder reaksiyon bölgesinin tabanindan en az 0.55Ls uzaga yerlestirilmistir. .Istem l' e göre sistem olup, burada söz konusu normal üst oksidan girisi bir püskürtücü içermektedir, burada söz konusu püskürtücü çok sayida tahliye açikligi içermektedir. .Istan 4' e göre sistem olup, burada söz konusu oksidan tahliye açikliklarinin çogu söz konusu gaz fazli oksidani normal asagi akis yönünde tahliye etmek üzere yönlendirilmistir. .Istem l' e göre sistem olup, burada söz konusu normal üst oksidan girisi söz konusu bulamaç girisinden 0.4Ls'den .Istem l' e göre sistem olup, burada söz konusu sekonder oksidasyon reaktörü her biri söz konusu sekonder reaksiyon bölgesinin tabanindan en az 0.5Ls uzaga bagimsiz olarak yerlestirilmis en az iki üst oksidan girisi .Istem l' e göre sistem olup, burada söz konusu sekonder reaksiyon bölgesi en fazla DS çapa sahiptir, burada söz konusu reaksiyon bölgesi l4:l ila 28:1 araliginda bir LszDs oranina sahiptir. . Isteni l' e göre sistem olup, burada söz konusu primer oksidasyon reaktörü içerisinde bulunan en fazla Lp uzunlugundaki primer reaksiyon bölgesini tanimlar, burada söz konusu bulamaç çikisi primer reaksiyon bölgesinin normal üst ve normal alt uçlarindan her birinden en az 0.1Lp uzagina yerlestirilmistir, burada söz konusu primer reaksiyon bölgesinin söz konusu sekonder reaksiyon bölgesine hacim orani 4:l ila 50:l arasindadir. Bir tereftalik asit bilesimi hazirlamak için bir yöntem olup, söz konusu yöntem asagidakileri içermektedir: (a) oksitlenebilen bir bilesigi içeren bir birinci çok fazli reaksiyon ortaminin bir birinci bulamaç elde etmek üzere birincil bir oksidasyon reaktöründe tanimlanan bir birincil reaksiyon bölgesinde oksidasyona maruz birakilmasi; burada oksitlenebilir bilesik, para-ksilendir; ve (b) bir ikinci bulamaç meydana getirmek üzere söz konusu birinci bulamacin en azindan bir bölümünün bir sekonder oksidasyon reaktöründe tanimlanan bir sekonder reaksiyon bölgesinde bir gaz-fazli oksidan ile temas ettirilmesi, burada gaz-fazli oksidan madde hava içermektedir, burada söz konusu sekonder reaksiyon bölgesi maksimum uzunluga Lssahiptir, burada söz konusu gaz fazli oksidanin bir birinci parçasi söz konusu sekonder reaksiyon bölgesinin tabanindan en az 0.5 Ls içeride konumlanmis olan bir ilk oksidan giris bölgesinde sözü geçen sekonder reaksiyon bölgesine burada söz konusu gaz fazli oksidanin söz konusu ilk kismi, söz konusu sekonder reaksiyon bölgesi içine giren söz konusu gaz fazli oksidanin toplam hacminin yüzde 5 ila 49'unu olusturmaktadir; ve burada söz konusu primer oksidasyon reaktörü bir kabarcik kolon reaktörüdür ve söz konusu sekonder oksidasyon reaktörü de kabarcik kolon reaktörüdür; ve burada söz konusu sekonder reaksiyon bölgesi ikinci bir oksidan giris alani içermektedir. Istem 10'a göre yöntem olup, burada söz konusu gaz fazli oksidanin birinci kismi söz konusu sekonder reaksiyon bölgesine giren söz konusu gaz fazli oksidanin toplam hacminin yüzde 5 ila 35'ini olusturur, burada söz konusu birinci oksidan giris bölgesi, söz konusu ikincil reaksiyon bölgesinin tabanindan en az 0.55 LS içeridedir, burada söz konusu gaz-fazli oksidanin bir ikinci kismi söz konusu sekonder reaksiyon bölgesine söz konusu ikinci reaksiyon bölgesinin tabanina O.3Ls'den daha yakina yerlestirilen oksidan giris bölgesinde eklenir. Isteni 10' a göre yöntem olup, burada, söz konusu birinci bulamacin en azindan bir kismi, bir bulamaç giris bölgesinde söz konusu ikincil oksidasyon reaktörüne gönderilir, burada söz konusu birinci oksidan giris bölgesi. söz konusu bulamaç giris bölgesinin O.4LS içerisinde bulunur. Istem 10' a göre yöntem olup, söz konusu gaz-fazli oksidanin en azindan bir kismi ve söz konusu birinci bulamacin en azindan bir kismi, ikinci bir çok-fazli reaksiyon ortami olusturmak üzere söz konusu ikinci reaksiyon bölgesinde birlesir, burada söz konusu ikinci çok-fazli reaksiyon ortaminin tüm hacmi teorik olarak esit hacimde 20 ayri yatay dilime bölündügünde iki bitisik yatay dilimi agirlik olarak milyonda 7 parçadan ("ppmw") daha az kombine zaman ortalamali ve hacim ortalamali oksijen içerigine sahip olmamistir. Istem 10' a göre yöntem olup, burada söz konusu birinci ve ikinci bulamacin her biri sivi fazda para- toluik asit içerir, burada söz konusu ikinci bulamaç söz konusu birinci bulamaçtaki zaman ortalamali ve hacim ortalamali sivi fazli para-toluik asit konsantrasyonundan sivi fazli para-toluik asit konsantrasyonu içermektedir. 15. Istemr 10' a göre yöntem, olup, burada söz konusu sekonder reaksiyon bölgesi en fazla DS çapa sahiptir, burada söz konusu reaksiyon bölgesi l4:l ila 28:l arasinda bir LszDs oranina sahiptir.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US29945010P | 2010-01-29 | 2010-01-29 | |
| US29945510P | 2010-01-29 | 2010-01-29 | |
| US29945310P | 2010-01-29 | 2010-01-29 | |
| US12/957,739 US8790601B2 (en) | 2010-01-29 | 2010-12-01 | Oxidation system with sidedraw secondary reactor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TR201802949T4 true TR201802949T4 (tr) | 2018-03-21 |
Family
ID=43825392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TR2018/02949T TR201802949T4 (tr) | 2010-01-29 | 2010-12-09 | Yandan sürgülü bir sekonder reaktöre sahip oksidasyon sistemi. |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8790601B2 (tr) |
| EP (1) | EP2528888B1 (tr) |
| JP (1) | JP2013518104A (tr) |
| KR (2) | KR20120120953A (tr) |
| CN (2) | CN107011153A (tr) |
| BR (1) | BR112012018892B1 (tr) |
| CA (1) | CA2787899C (tr) |
| ES (1) | ES2663301T3 (tr) |
| IN (1) | IN2012DN06593A (tr) |
| LT (1) | LT2528888T (tr) |
| MX (1) | MX343484B (tr) |
| PL (1) | PL2528888T3 (tr) |
| PT (1) | PT2528888T (tr) |
| RU (1) | RU2581836C2 (tr) |
| TR (1) | TR201802949T4 (tr) |
| WO (1) | WO2011093949A1 (tr) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8936767B2 (en) | 2010-01-29 | 2015-01-20 | Grupo Petrotemex. S.A. de C.V. | Oxidation system with sidedraw secondary reactor |
| US8968686B2 (en) * | 2010-01-29 | 2015-03-03 | Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. | Oxidation system with sidedraw secondary reactor |
| CN103980435B (zh) * | 2014-05-22 | 2016-09-28 | 武汉华轩高新技术有限公司 | 一种用于聚羧酸减水剂生产的功能化调控系统 |
| CN103980436B (zh) * | 2014-05-22 | 2016-08-24 | 武汉华轩高新技术有限公司 | 一种高效低能耗聚羧酸生产预处理系统 |
| US10000435B1 (en) | 2017-02-28 | 2018-06-19 | Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. | Energy and environmentally integrated method for production of aromatic dicarboxylic acids by oxidation |
| CN109865493A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-11 | 浙江大学 | 一种用于对二甲苯氧化的双鼓泡塔反应装置及反应工艺 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5278846A (en) * | 1975-12-25 | 1977-07-02 | Matsuyama Sekyu Kagaku Kk | Continuous production of high purity telephthalic acid |
| ID19133A (id) * | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Praxair Technology Inc | Pengisian oksigen langsung kedalam reaktor-reaktor ruang gelembung |
| US7060853B2 (en) * | 2000-01-12 | 2006-06-13 | Invista North America S.A R.L. | Method for increasing oxidation reactor production capacity |
| PL224046B1 (pl) | 2000-12-07 | 2016-11-30 | Eastman Chem Co | Sposób wytwarzania polimeru poliestrowego |
| US7196215B2 (en) * | 2001-06-04 | 2007-03-27 | Eastman Chemical Company | Process for the production of purified terephthalic acid |
| US7132566B2 (en) | 2003-09-22 | 2006-11-07 | Eastman Chemical Company | Process for the purification of a crude carboxylic acid slurry |
| BRPI0514773A (pt) * | 2004-09-02 | 2008-06-24 | Eastman Chem Co | processo para oxidação em fase lìquida, e, reator de coluna de bolhas |
| US7910769B2 (en) | 2004-09-02 | 2011-03-22 | Eastman Chemical Company | Optimized liquid-phase oxidation |
| US7589231B2 (en) * | 2004-09-02 | 2009-09-15 | Eastman Chemical Company | Optimized liquid-phase oxidation |
| US7355068B2 (en) | 2006-01-04 | 2008-04-08 | Eastman Chemical Company | Oxidation system with internal secondary reactor |
| US20070208194A1 (en) * | 2006-03-01 | 2007-09-06 | Woodruff Thomas E | Oxidation system with sidedraw secondary reactor |
| US8936767B2 (en) * | 2010-01-29 | 2015-01-20 | Grupo Petrotemex. S.A. de C.V. | Oxidation system with sidedraw secondary reactor |
| US8968686B2 (en) * | 2010-01-29 | 2015-03-03 | Grupo Petrotemex, S.A. De C.V. | Oxidation system with sidedraw secondary reactor |
-
2010
- 2010-12-01 US US12/957,739 patent/US8790601B2/en active Active
- 2010-12-09 CN CN201710063187.3A patent/CN107011153A/zh active Pending
- 2010-12-09 PL PL10803178T patent/PL2528888T3/pl unknown
- 2010-12-09 WO PCT/US2010/059638 patent/WO2011093949A1/en active Application Filing
- 2010-12-09 CA CA2787899A patent/CA2787899C/en active Active
- 2010-12-09 PT PT108031782T patent/PT2528888T/pt unknown
- 2010-12-09 LT LTEP10803178.2T patent/LT2528888T/lt unknown
- 2010-12-09 IN IN6593DEN2012 patent/IN2012DN06593A/en unknown
- 2010-12-09 MX MX2012008671A patent/MX343484B/es active IP Right Grant
- 2010-12-09 EP EP10803178.2A patent/EP2528888B1/en active Active
- 2010-12-09 KR KR1020127022453A patent/KR20120120953A/ko active Search and Examination
- 2010-12-09 JP JP2012551152A patent/JP2013518104A/ja active Pending
- 2010-12-09 RU RU2012135515/04A patent/RU2581836C2/ru active
- 2010-12-09 BR BR112012018892-5A patent/BR112012018892B1/pt active IP Right Grant
- 2010-12-09 KR KR1020187016748A patent/KR102150777B1/ko active IP Right Grant
- 2010-12-09 TR TR2018/02949T patent/TR201802949T4/tr unknown
- 2010-12-09 CN CN2010800660088A patent/CN102811995A/zh active Pending
- 2010-12-09 ES ES10803178.2T patent/ES2663301T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112012018892B1 (pt) | 2018-11-21 |
| EP2528888B1 (en) | 2018-01-24 |
| MX2012008671A (es) | 2012-08-23 |
| RU2581836C2 (ru) | 2016-04-20 |
| KR102150777B1 (ko) | 2020-09-01 |
| JP2013518104A (ja) | 2013-05-20 |
| CN102811995A (zh) | 2012-12-05 |
| KR20180069119A (ko) | 2018-06-22 |
| PT2528888T (pt) | 2018-03-28 |
| MX343484B (es) | 2016-11-08 |
| KR20120120953A (ko) | 2012-11-02 |
| CA2787899C (en) | 2018-01-23 |
| CA2787899A1 (en) | 2011-08-04 |
| BR112012018892A2 (pt) | 2016-04-12 |
| US8790601B2 (en) | 2014-07-29 |
| PL2528888T3 (pl) | 2018-05-30 |
| ES2663301T3 (es) | 2018-04-11 |
| WO2011093949A1 (en) | 2011-08-04 |
| LT2528888T (lt) | 2018-03-12 |
| US20110190538A1 (en) | 2011-08-04 |
| CN107011153A (zh) | 2017-08-04 |
| IN2012DN06593A (tr) | 2015-10-23 |
| EP2528888A1 (en) | 2012-12-05 |
| RU2012135515A (ru) | 2014-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101363742B1 (ko) | 최적화된 액상 산화를 위한 기포탑 반응기 | |
| TR201802949T4 (tr) | Yandan sürgülü bir sekonder reaktöre sahip oksidasyon sistemi. | |
| JP6542849B2 (ja) | 側方取り出し式の第２の反応器を備える酸化システム | |
| RU2578663C2 (ru) | Окислительная система с вторичным реактором для боковой фракции | |
| TR201815871T4 (tr) | P- ksilenin optimize edilmiş sıvı fazlı oksidasyonu. | |
| KR20070054696A (ko) | 최적화된 액상 산화 방법 |