TWI611834B - 用於增加氣體散佈的方法及裝置 - Google Patents

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Abstract

用於將一氣體引入一反應器之反應區中之方法及裝置。此方法及裝置可使該氣體在整個該反應區更均勻地散佈。在用於實施可氧化化合物如對二甲苯之液相氧化之系統及方法中，可採用噴霧器將一氣體引入一反應器之該反應區中。

Description

用於增加氣體散佈的方法及裝置
本發明之多個實施例係一般關於用於增強一反應器中之氣體散佈之方法及裝置。更明確而言，本發明之多個實施例係關於提供氣泡柱反應器中之改良氣體散佈之噴霧器。
在現有之多種商業製程中採用液相氧化反應。例如，液相氧化當前係用於將醛類氧化成酸類(例如，將丙醛氧化成丙酸)、將環己烷氧化成己二酸及將烷基芳香烴氧化成乙醇、酸或二酸。在後一類別(烷基芳香烴之氧化)中一尤其重要之商業氧化製程係將對二甲苯部分液相催化氧化成對苯二甲酸。對苯二甲酸係許多應用中之一種重要的化合物。對苯二甲酸之主要用途係作為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)之生產中之給料。PET係在全球廣為人知的大量地用於製造諸如瓶子、纖維及封裝之塑膠。
在一典型之液相氧化製程中(包含將對二甲苯部分氧化成對苯二甲酸)，一液相給料流及一氣相氧化劑流經引入一反應器中且在該反應器中形成一個多相反應媒體。引入該反應器中之該液相給料流包含至少一種可氧化有機化合物(例如，對二甲苯)，而該氣相氧化劑流包含分子氧。作為氣體引入該反應器中之至少一部分分子氧溶解至該反應媒體之液相中，以使該液相反應可獲得氧氣。若該多相反應媒體之該液相包含之分子氧的濃度不足(例如，若該反應媒體之某些部分「缺氧」)，則不希望之副反應可產生雜質及/或預期之反應速率會降低。若該反應媒體之液相包含過少之可氧化化合物，則反應速率可能慢得不合需要。此外，若該反應媒體之液相包含濃度過大之可氧化化合物，則額外的不希望之副反應可產生雜質。
習知之液相氧化反應器係配備有用於混合包含於其中之多相反應媒體之攪拌構件。供應該反應媒體之攪拌之目的在於促成分子氧溶解至該反應媒體之液相中，維持該反應媒體之液相中之經溶解氧氣之相對均勻濃度且維持該反應媒體之液相中之可氧化有機化合物之相對均勻濃度。
經歷液相氧化之該反應媒體之攪拌係由容器(諸如，連續攪拌槽式反應器(CSTR))中之機械攪拌構件而頻繁地提供。儘管CSTR可提供該反應媒體之徹底混合，CSTR具有一些缺點。例如，CSTR由於需要昂貴的馬達、液體密封軸承及驅動軸桿及/或複雜之攪拌機構而具有相當高之資本成本。此外，習知之CSTR之旋轉及/或擺動機械組件需要定期維護。與此維護關聯之勞動力及關閉時間會增加CSTR之操作成本。然而，即使進行定期維護，在CSTR中採用之機械攪拌系統仍容易出現機械故障且可能在相當短之時段內即需更換。
氣泡柱反應器係CSTR及其他機械方式攪拌之氧化反應器之一極富吸引力之替代物。氣泡柱反應器可在無需昂貴且不可靠之機械設備之情形下提供反應媒體之攪拌。氣泡柱反應器一般包含一細長之豎立反應區，反應媒體係包含於該反應區內。該反應區中之反應媒體之攪拌係主要由冒出通過該反應媒體之該液相之氣泡之自然浮力而提供。相對於機械方式攪拌之反應器，提供於氣泡柱反應器中之自然浮力攪拌減小資本成本及維護成本。此外，實質上不存在與該氣泡柱反應器關聯之移動機械部件，相較於機械方式攪拌之反應器，此提供一較為不易遭受機械故障之氧化系統。
當在一習知之氧化反應器(CSTR或氣泡柱)中實施對二甲苯之部分液相氧化時，自該反應器中提取之產物通常係包含粗製對苯二甲酸(CTA)及一母液之懸浮液。CTA包含相對高位準之雜質(例如，4-對羧基苯甲醛、對甲苯酸、芴酮及其他彩色物體)，導致其不適於作為PET生產之一給料。因此，在習知氧化反應器中產生之CTA一般歷經一淨化程序，其使得CTA轉化成適於製作PET之純淨對苯二甲酸(PTA)。
儘管已在液相氧化反應中取得了一些進展，仍需要做出改良。
本發明之一實施例關注一種其中界定有一反應區之反應器。此實施例之該反應器包括設置於該反應區中之一噴霧器，其係用於將液體引入該反應區中。此實施例之該噴霧器包括至少三個徑向延伸之液體散佈導管，其中各個液體散佈導管界定至少三個液體釋放開口，其中該等液體釋放開口之與該等液體釋放導管中之各者關聯之徑向間隔向外地減小，且其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%。
本發明之另一實施例關注一種其中界定有一反應區之反應器。此實施例之該反應器包括設置於該反應區中之一噴霧器，其係用於將液體引入該反應區中，其中該噴霧器包括一個或一個以上之液體散佈導管，其界定自20個至300個範圍內之液體釋放開口，其中當該噴霧器係理論性地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係位於該等環形區域中之至少另一者中之該等液體釋放開口之該液體釋放開口面積之25%以內，其中該噴霧器具有之一流經開口總面積係至少25%，其中該等液體釋放開口具有之一平均直徑在自約0.5毫米至約2.0毫米之範圍內，其中該液體釋放開口中之大於50%者經定位以在一通常向下方向中釋放該液體，其中該噴霧器具有之一最大直徑係自約0.5米至約6米之範圍內，且其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%。
本發明之另一實施例關注一種用於藉由使一可氧化化合物之至少一部分與一氣相氧化劑接觸而使該可氧化化合物至少部分地氧化之系統。此實施例之該系統包括一第一氧化反應器；一第二氧化反應器，其位於該第一氧化反應器之下游且與該第一氧化反應器流體流連通；一氣泡柱反應器，其位於該第二氧化反應器之下游且與該第二氧化反應器流體流連通且界定一反應區；及一噴霧器，其係設置於該反應區內且經組態以將至少一部分之該氣相氧化劑釋放至該反應區中。在此實施例中，該噴霧器包括一個或一個以上之液體散佈導管，其界定複數個液體釋放開口。同樣地，當該噴霧器係理論上分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係位於該等環形區域中之至少另一中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積之25%以內。此外，該噴霧器所具有之一流經開口總面積係至少25%且具有之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%。
本發明之另一實施例關注一種用於生産二羧酸之方法。此實施例之方法包括：(a)使一可氧化化合物與一第一氣相氧化劑接觸，以形成一粗製二羧酸懸浮液；(b)使至少一部分之該粗製二羧酸懸浮液淨化，以形成純淨之二羧酸懸浮液；及(c)使至少一部分該純淨二羧酸懸浮液與一氣泡柱反應器之一反應區中之一第二氣相氧化劑接觸，其中至少一部分之該第二氣相氧化劑經由設置於該反應區中之一噴霧器而引入該反應區中。此實施例之該噴霧器包括一個或一個以上之液體散佈導管，其界定複數個液體釋放開口，其中當該噴霧器經理論地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係位於該等環形區域中之至少另一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積之25%以內，其中該噴霧器所具有之一流經開口總面積係至少25%，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%。
本文參考下列圖式來描述本發明之實施例。
本發明之多個實施例係關於一種用於將一液體引入一反應器(諸如，氣泡柱反應器)之反應區中之噴霧器。此一噴霧器可用於一可氧化化合物之液相氧化之系統中，該液相氧化可在包含於一個或一個以上之經攪拌反應器中之多相反應媒體之液相中實施。合適之攪拌反應器包含例如氣泡攪拌反應器(例如，氣泡柱反應器)、機械攪拌反應器(例如，連續攪拌槽式反應器)及流體攪拌反應器(例如，射流反應器)。
首先參考圖1，圖中顯示設置於一氣泡柱反應器12中之一噴霧器10。用於本文中時，術語「氣泡柱反應器」應指示用於促成一個多相反應媒體中之化學反應之反應器，其中該反應媒體之攪拌係主要由向上移動通過該反應媒體之氣泡而提供。用於本文中時，術語「攪拌」應指示對反應媒體付諸之造成液體流動及/或混合之工。用於本文中時，術語「絕大部分」(majority)、「主要地」(primarily)及「主導地」(predominately)應意味著超過50%。用於本文中時，術語「機械攪拌」(mechanical agitation)應指示由一或一個以上的剛性或可撓性元件抵於該反應媒體或在該反應媒體內之實體移動而造成之該反應媒體之攪拌。例如，機械攪拌可由位於該反應媒體中之內部攪拌器、葉板、振動器或隔音板之旋轉、擺動及/或振動而提供。用於本文中時，術語「流體攪拌」應指示由於將一種或一種以上液體高速注入該反應媒體中及/或該反應媒體中之一種或一種以上之液體之再循環而造成之該反應媒體之攪拌。例如，流體攪拌可由噴嘴、注射器及/或噴射器提供。在本發明之多個實施例中，該氣泡柱反應器中之該反應媒體之小於約40%、小於約20%或小於約5%之攪拌係由機械及/流體攪拌造成。
仍參考圖1，圖解該氣泡柱反應器12為包括該噴霧器10、一容器殼體14、一進氣口16、一懸浮液入口18、一進氣導管20及一廢氣出口22。該氣泡柱反應器12可經組態而用於一逆流反應方案，使得在操作中，一懸浮液可經由位於或鄰近該氣泡柱反應器12之通常上部處之懸浮液入口18而引入且可在一向下方向中流經界定於該氣泡柱反應器12中之一反應區24。一氣體(例如，一氣相氧化劑)係可經由該入口16而引入該氣泡柱反應器12中且經由位於或鄰近該氣泡柱反應器12之通常下部處之該噴霧器10而施配至該反應區24中。接著，該氣體可以實質上向上之方式行進穿過該反應區24。接著，一經處理懸浮液可經由一懸浮液出口26而自該氣泡柱反應器12之底部提取。在多個實施例中，該反應區24中之流動行為可為氣泡流或實質上氣泡流。此外，在多個實施例中，該反應區24中之流動行為可為栓流或實質上栓流，其中在流經該反應區24時，與周邊質量之對流混合質量係可忽略。在多個實施例中，可藉由增加該反應區24中之氣體散佈而達成栓流型樣或接近栓流型樣，使得將相同量或實質上相同量之氣相氧化劑引入各個該反應區24中。換言之，栓流行為或接近栓流行為係可藉由採用遍及該反應區24之整個或實質上整個橫截面之均勻或實質上均勻之氣體散佈而達成。
現參考圖2，提供該氣泡柱反應器12沿線2-2截取之一橫截面，其更詳細地顯示該噴霧器10。該噴霧器10包括十二個直形或實質上直形之徑向延伸液體釋散佈導管28，其各者包括八個液體釋放開口30。儘管圖中繪示該噴霧器10具有十二個該徑向延伸之液體散佈導管28，在本發明之多個實施例中，該噴霧器10可具有至少3個、至少4個、至少6個、至少8個或至少10個該徑向延伸液體散佈導管28。此外，在一個或一個以上之實施例中，該噴霧器10具有之該等徑向延伸液體散佈導管28之數目在自3至20範圍內、在6至18之範圍內或在9至15之範圍內。
如在圖2中繪示，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者經耦合與該進氣導管20之一垂直構件32液體流連通且自該垂直構件32徑向延伸。在一個或一個以上實施例中，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者可圍繞該垂直構件32而等距離或實質上等距離地間隔。用於本文中時，術語「實質上等距離地間隔」應意味著該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者之間之間隔變動小於5%。在多個實施例中，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者可為圓柱形或實質上圓柱形。此外，該等徑向延伸之液體散佈導管28中之各者具有之一長度在自約0.25米至約3米之範圍內，或在自0.5米之2.5米之範圍內。此外，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者可具有之一外徑在自約1釐米至約10釐米之範圍內，或在自約2釐米至約5釐米之範圍內。在多個實施例中，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者可具有之一外徑係約3釐米。
如上所述，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者界定複數個該液體釋放開口30。在多個實施例中，各個徑向延伸液體散佈導管28可包括至少3個、至少4個、至少6個或至少8個該液體釋放開口30。此外，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者可包括之該液體釋放開口30之數目在3至20之範圍內、在自5至17之範圍內或在自7至14之範圍內。在多個實施例中，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者可包括8個液體釋放開口。在多個實施例中，該噴霧器10可包括總共至少20個、至少50個或至少90個該液體釋放開口30。此外，該噴霧器10可包括之液體釋放開口30之一總數目在自20至300之範圍內、在自50至250之範圍內或在自80至220之範圍內。
在一個或一個以上之實施例中，該等液體釋放開口30之與其各自之徑向延伸液體散佈導管28中之各者關聯之徑向間隔可自該噴霧器10之軸向中心而向外減小。在相鄰之該液體釋放開口30對之間之距離(Y值)係繪示為各個距離相對於該噴霧器之中心之位置(X值)之函數之情形下，則該徑向間隔被認為「減小」，所獲得之線性趨勢線(即，線性迴歸)將具有一負斜率。距離之相對位置意味著，最向內之相鄰之液體釋放開口對之間之距離將指定為1之任意X值，下一向外間隔之液體釋放開口對之間之距離將指定為2之任意X值，且如此類推。在多個實施例中，該徑向間隔可在各個後續之向外間隔之液體釋放開口30對之間減小。然而，在可允許之情形下，無必要該徑向間隔在各個後續之向外間隔之液體釋放開口30對之間減小，只要上述之標繪圖具有一總體負斜率線性迴歸即可。例如，具有由表1中之假設資料而描述之該液體釋放開口間隔之一液體散佈導管將具有之一斜率係-5，但間隔指示符2與6之距離大於其先前之間隔指示。
Figure TWI611834BD00001
在一個或一個以上之實施例中，該等徑向延伸液體散佈導管28中之各者可包括一最內液體釋放開口34、一最外液體釋放開口36及一個或一個以上之中間液體釋放開口38。如可在圖2中看到，該最內液體釋放開口34與其相鄰之中間液體釋放開口38a之間之距離可大於該最外液體釋放開口36與其相鄰之中間液體釋放開口38f之間之距離。在多個實施例中，該最內液體釋放開口34與其相鄰之液體釋放開口38a之間之該距離可大於該最外液體釋放開口36與其相鄰之中間液體釋放開口38f之間之該距離至少1%、至少5%或至少10%。此外，在多個實施例中，該最內液體釋放開口34與其相鄰之中間液體釋放開口38a之間之距離可大於兩個相鄰之中間液體釋放開口38(例如，液體釋放開口38a與38b)之間之該距離。在一個或一個以上之實施例中，該最內液體釋放開口34與其相鄰之中間液體釋放開口38a之間之該距離可大於兩個相鄰之中間液體釋放開口38(例如，液體釋放開口38a與38b)之間之該距離至少1%、至少5%或至少10%。同樣地，該最內液體釋放開口34與其相鄰之之間液體釋放開口38a之間之該距離大於相鄰液體釋放開口38之間之該等距離中之各者至少1%、至少5%或至少10%。此外，在多個實施例中，相鄰之中間液體釋放開口38之間之該距離隨著自垂直構件32徑向向外放置而減小。在一個或一個以上之實施例中，相鄰之中間液體釋放開口38之間之該距離比各個後續之向外放置之相鄰中間液體釋放開口38對之間之該距離減小至少1%、至少5%或至少10%。例如，中間液體釋放開口38b與38c之間之該距離可比中間液體釋放開口38a與38b之間之該距離减少至少1%、至少5%或至少10%。在本文所述之關於該等液體釋放開口30之該間隔之所有實施例中，若干液體釋放開口30之間之該距離應由自一液體釋放開口之中心至其相鄰之液體釋放開口之中心之距離決定。
在一個或一個以上之實施例中，液體釋放開口30可在該等液體散佈導管28中之各者上等角地或實質上等角地間隔。用於本文中時，術語「等角的」，在用於描述液體釋放開口間隔時，應指示使得由液體釋放開口30之中心界定之理論同心或實質上同心環之環形面積係相等之間隔。用於本文中時，術語「實質上」，在修飾術語「等角的」時，應意味著該等理論同心環之該等環形面積在任何兩個環形區域之間變動小於1%。
在一個或一個以上之實施例中，當該噴霧器10經理論地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於一第一選定環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係位於剩下之該等環形區域中之至少一者、至少兩者或所有三者中之該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積之25%內、10%以內、5%以內或1%以內。換言之，該等環形區域中之至少兩者、三者或所有四者具有之該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係彼此之25%以內、10%以內、5%以內或1%以內。此外，當該噴霧器10經理論地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該最外環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係位於該最內環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積之25%內、10%以內、5%以內或1%以內。此外，當該噴霧器10經理論地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該最外環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係位於內-中間環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積之25%以內、10%以內、5%以內或1%以內。同樣地，當該噴霧器10經理論地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該最外環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係位於該外-中間環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積之25%以內、10%以內、5%以內或1%以內。此外，當該噴霧器10經理論上分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該最內環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係位於內-中間環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積之25%以內、10%以內、5%以內或1%以內。此外，當該噴霧器10經理論地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該最內環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係位於外-中間環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積之25%以內、10%以內、5%以內或1%以內。同樣地，當該噴霧器10經理論地分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該內-中間環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積係位於該外-中間環形區域中之所有該等液體釋放開口30之該釋放開口總面積之25%內、10%以內、5%以內或1%以內。應理解，若一個理論環形區域之邊界與一液體釋放開口30交叉，則交叉之液體釋放開口30之各個部分將僅將該部分位於其中之各自環形區域之該釋放開口總面積計算在內。
在多個實施例中，該液體釋放開口30可為環形或實質上環形。此外，該等液體釋放開口30具有之一平均直徑在自約0.5毫米至約2.0毫米之範圍內、在自約0.6毫米至約1.8毫米之範圍內、在自約0.7毫米至約1.6毫米之範圍內，或在自0.8毫米至1.4毫米至範圍內。此外，在多個實施例中，該等液體釋放開口30均具有實質上相等之大小，在任何兩個該液體釋放開口30之間，該平均直徑之變動小於0.5毫米、小於0.3毫米、小於0.1毫米或小於0.05毫米。
在多個實施例中，至少一部分之該等液體釋放開口30可經定位以能在一通常向下方向上釋放一液體。用於本文中，「向下」應指示在該噴霧器10之通常下側下在偏離鉛垂線15°之範圍內延伸之任何方向。在一個或一個以上之實施例中，至少50%、至少75%、至少90%或至少95%之該等液體釋放開口30經定位使得能在一通常向下方向中釋放一液體，此外，所有或實質上所有之該等液體釋放開口30可經組態以在一通常向下方向中釋放一液體。
在一個或一個以上之實施例中，該噴霧器10可具有之流經開口總面積係至少25%、至少50%或至少75%。用於本文中，術語「流經開口面積」應指由一噴霧器所佔據之總水平面積，其係由該噴霧器之最外點之一理論邊界減去由該噴霧器之該等液體散佈導管占據的百分率面積。例如，關於噴霧器10，由噴霧器10所佔據之總水平空間將由該等液體散佈導管28之該等最外端而界定，而流經開口總面積將為液體散佈導管28之間之楔形開口面積40之總和。該楔形開口面積40係於該等液體散佈導管28具有其最大水平直徑之一高度處穿過該噴霧器10之一理論水平面上測量而得。在多個實施例中，該噴霧器10具有之一流經開口總面積在約25%至約99%之範圍內、在自約50%至約95%之範圍內或在自約75%至約90%之範圍內。
該噴霧器10可具有適於用於一氣泡柱反應器中之任何尺寸。在一個或一個以上之實施例中，該噴霧器10具有之一最大直徑係至少0.5米、至少0.75米或至少1米。此外，該噴霧器10可具有之一最大直徑在自約0.5米至6米之範圍內、在自約0.75米至約5米之範圍內或在1米至4米之範圍內。同樣地，當該噴霧器10經設置於一氣泡柱反應器中之一反應區中，諸如圖1所繪示之該氣泡柱反應器12之該反應區24中時，則該噴霧器10可具有之一最大直徑係該反應區24之設置有該噴霧器10之該高度處之直徑之至少90%、至少95%、至少96%或至少97%。該噴霧器10相對於該反應區之高度應使用該噴霧器10之重心來決定。該噴霧器10之重心應基於單該噴霧器而決定且不應包含其他構件(諸如該垂直構件32)而計算。
再次參考圖1，如上所述，該氣泡柱反應器12可經組態以促成懸浮液(例如，純淨對苯二甲酸(PTA)懸浮液)與一氣相流(例如，一氣相氧化劑)之間之對流接觸。因此，在多個實施例中，可定位該氣泡柱反應器12之該懸浮液入口18使得將一懸浮液引入該氣泡柱反應器12之反應區之通常最上之50%、通常最上之30%、通常最上之20%或通常最上之10%區域內。此外，在多個實施例中，該噴霧器10可設置於該氣泡柱反應器12之通常最下之30%、通常最下之20%或通常最下之10%區域內。
在多個實施例中，該噴霧器10可經組態以將一氣體(諸如一氣相氧化劑(例如，空氣與流之一組合))引入該反應區24中。在多個實施例中，至該噴霧器10之氣流速率可為至少每小時25千克、至少每小時50千克、至少每小時75千克、至少每小時100千克或至少每小時150千克。此外，至該噴霧器10之氣流速率可在自約每小時25千克至約每小時700千克之範圍、在自約每小時50千克至約每小時600千克之範圍或在自每小時75千克至約每小時500千克。此外，可以使得在該反應區24中產生在自約0.01 cm/s至約0.9 cm/s之範圍內、在自約0.05 cm/s至約0.4 cm/s之範圍內或在自約0.1 cm/s至約0.2 cm/s之範圍內之表面氣體速率(Ug)之速率將一氣體引入該反應區24中。如此項技術中已知，表面氣體速率僅係體積氣體流速與該反應區24之平均橫截面面積之比率。在多個實施例中，該反應區24中之該表面氣體速率可為約0.16 cm/s。此外，該反應區24中之氣體滯留率可在自約0.5%至約3%之範圍內或在1%至2%之範圍內。如此項技術中已知，「氣體滯留率(gas holdup)」僅係一個多相反應媒體之呈氣態之體積分率。同樣地，在多個實施例中，與將該氣相流引入該反應區24中關聯之壓降可為至少每平方英寸2.5磅(psi)。此外，與將該氣相流引入該反應區24中之壓降可在自約1 psi至約10 psi之範圍內，在自約2 psi至約7.5 psi之範圍內，或在自2.5 psi至5 psi之範圍內。壓降係根據下列方程式而定：
ΔP=0.36(ρ)(U0 2)
其中ΔP係壓降，ρ係進入之氣相流之氣體密度，且U0係在該等液體釋放開口30處確定之氣相流之速率。U0係根據下列方程式而定：
U0=[氣相流之流速]/[N(π/4)(d0 2)]
其中N係該等液體釋放開口30之總數目且d0係該等液體釋放開口30之該平均直徑。
在多個實施例中，在該廢氣出口22處測量之該反應區24之操作壓力可在自約0.4 MPa至約8 MPa之範圍內、在自約0.5 MPa至約4 MPa之範圍內或在自1 MPa至2 MPa之範圍內。此外，在懸浮液出口26處測量之該反應區24之操作溫度在自約150℃至約280℃之範圍內、在自約160℃至約240℃之範圍內或在自170℃至210℃之範圍內。
現參考圖3，圖中繪示一替代性噴霧器110具有複數個彎曲之徑向延伸液體散佈導管128。該等液體散佈導管128中之各者可包括複數個液體釋放開口130，其包含最內液體釋放開口134、中間液體釋放開口138及最外液體釋放開口136。此外，該噴霧器110包括一進氣導管120。在多個實施例中，該噴霧器110可用於一氣泡柱反應器(諸如上文關於圖1所述之氣泡柱反應器12)中，以將一氣體(例如，氣相氧化劑)引入該反應器之該反應區中。該噴霧器110、該等液體散佈導管128及該等液體釋放開口130各者可與上文關於圖1及圖2所述之該噴霧器10、該等液體散佈導管28及該等液體釋放開口30具有相等或實質上相等之尺寸且以相同或實質上相同之方式操作。
現參考圖4，圖中繪示一替代性噴霧器210具有複數個環形液體散佈導管228。該環等形液體散佈導管228可以同心或實質上同心之方式而定位。此外，在多個實施例中，該等環形液體散佈導管228可等角或實質上等角地間隔。如在圖4中可見，該等液體散佈導管228呈現複數個液體釋放開口230。最內液體釋放開口234可位於最內液體散佈導管240上，中間液體釋放開口238可位於其各自之中間液體散佈導管242上，且最外液體釋放開口236可位於最外液體散佈導管244上。該等液體釋放開口230之數目、間隔及尺寸可與上文關於圖2所述之該等液體釋放開口30相同或實質上相同。此外，該噴霧器210可與上文關於圖1及圖2所述之該噴霧器10以相同或實質上相同之方式操作。
現參考圖5，圖中繪示一替代性噴霧器310具有複數個正方形液體散佈導管328。該等正方形液體散佈導管328可以同心或實質上同心之方式而定位。如在圖5中可見，該等液體散佈導管328呈現複數個液體釋放開口330。在多個實施例中，該等正方形液體散佈導管328可以使得該等液體釋放開口330係等角或實質上等角之方式而間隔。在一個或一個以上之實施例中，最內液體釋放開口334可位於最內液體散佈導管340上，中間液體釋放開口338可位於其各自之中間液體散佈導管342上，且最外液體釋放開口336可位於最外液體散佈導管344上。該等液體釋放開口330之數目、間隔及尺寸可與上文關於圖2所述之該等液體釋放開口30相同或實質上相同。此外，該噴霧器310可與上文關於圖1及圖2所述之該噴霧器10以相同或實質上相同之方式操作。
現參考圖6，圖中繪示一替代性噴霧器410具有複數個八角形液體散佈導管428。該等八角形液體散佈導管428可以同心或實質上同心之方式而定位。如在圖6中可見，該等液體散佈導管428呈現複數個液體釋放開口430。在多個實施例中，該等八角形液體散佈導管428可以使得該等液體釋放開口430等角或實質上等角地間隔之方式而間隔。在一個或一個以上之實施例中，最內液體釋放開口434可位於最內液體散佈導管440上，中間液體釋放開口438可位於其各自之中間液體散佈導管442上，且最外液體釋放開口436可位於最外液體散佈導管444上。該等液體釋放開口430之數目、間隔及尺寸可與上文關於圖2所述之該等液體釋放開口30相同或實質上相同。此外，該噴霧器410可與上文關於圖1及圖2所述之該噴霧器10以相同或實質上相同之方式操作。
現參考圖7，一噴霧器510可用於一系統514中之一氣泡柱反應器512中，以至少部分地氧化一可氧化化合物(例如，對二甲苯)以形成二羧酸(例如，對苯二甲酸)。圖中繪示該系統514包括一初始氧化反應器516、一初始氧化側提取反應器518、一次級氧化反應器520及氣泡柱反應器512，其可為一側提取反應器。該噴霧器510可與上文分別參考圖2、圖3、圖4、圖5及圖6而描述之任何噴霧器10、110、210、310或410具有相同或實質上相同之尺寸且以相同或實質上相同之方式操作。此外，該氣泡柱反應器512可與上文關於圖1所述之該氣泡柱反應器12具有相同或實質上相同之尺寸且以相同或實質上相同之方式操作。
在操作中，可將包括一可氧化化合物(例如，對二甲苯)及一溶劑(例如，乙酸及/或水)之一液相給料流引入該初始氧化反應器516中，以達成液相氧化。亦可經由一噴霧器522而將一氣相氧化劑(例如，空氣)引入該初始氧化反應器516中。在一個或一個以上之實施例中，該初始氧化反應器516可為一氣泡柱反應器，使得在該初始氧化反應器516之反應區524中生成之反應媒體之攪拌係主要由進入之氣相氧化劑之氣泡提供。可氧化化合物之氧化可為一沈澱反應，其產生一個三相反應媒體。在初始氧化之後，所生成之廢氣可經由一線路526而釋放，且所生成之粗製之二羧酸懸浮液(例如，粗製之苯二甲酸懸浮液(CTA))可經由一側提取導管528而提取。
該側提取導管528中之懸浮液可引入該初始氧化側提取反應器518中，於此其可經由與額外之氣相氧化劑(例如，空氣或空氣與流之一組合)接觸而進一步氧化。由於該初始氧化側提取反應器518中之進一步氧化而生成之廢氣可經由一線路530而提取，而生成之懸浮液可經由一線路532而提取。
來自該線路532之懸浮液可引入該次級氧化反應器520中。此外，額外之氣相氧化劑可在引入該次級氧化反應器520之前(例如，空氣)與來自該線路532之該懸浮液混合。或者，額外之氣相氧化劑(例如，空氣)可單獨地引入該次級氧化反應器520中。額外之溶劑(例如，乙酸及/或水)可經由一噴霧器534而引入該次級氧化反應器520中。在一個或一個以上之實施例中，該次級氧化反應器520可為一連續攪拌槽式反應器(CSTR)，使得在該次級氧化反應器520之該反應區536中生成之反應媒體之攪拌係主要由機械構件提供。在替代性實施例中，該次級氧化反應器520可為一氣泡柱反應器。在次級氧化之後，所生成之廢氣可經由一線路538而釋放，且所生成之純淨之二羧酸懸浮液(例如，純淨對苯二甲酸(PTA)懸浮液)可經由一側提取導管540而提取。
該側提取導管540中之懸浮液可被引入該氣泡柱反應器512中，在該反應器512中，該懸浮液可經由與額外之氣相氧化劑(例如空氣)接觸而進一步氧化。如上所述，該額外之氣相氧化劑可經由該噴霧器510而引入該氣泡柱反應器512之反應區542中，該噴霧器可與上文關於圖2至圖6所述之任何該噴霧器具有相同之組態。因該氣泡柱反應器512中之額外氧化而生成之廢氣可經由一線路544而提取，而所生成之懸浮液(例如，對苯二甲酸懸浮液)可經由一線路546而提取。
定義
應理解，下文不在於作為所定義之術語之一全面清單。例如，當在上下文中附加使用一定義之術語，可在前文描述中提供其他的界定。
用於本文中，術語「一」(a、an)及「該」(the)意味著一個或一個以上。
用於本文中，術語「及/或」(and/or)在用於包含兩個或兩個以上物件之一清單中時，其意味著所列舉物件中之任何一者可經單獨採用或與所列舉物件中之二者或二者以上之任何組合而採用。例如，若一組合物經描述為包括組分A、B及/或C，則該組合物可僅包含A；僅包含B；僅包含C；A與B之組合；A與C之組合；C與C之組合；或A、B與C之組合。
用於本文中，術語「包括」(comprising)、(comprises)及(comprise)係開放性過渡術語，其係用於自該術語前所引用之一標的物過渡至該術語後所引用之一個或一個以上之要素，其中該過渡術語後列舉之一個或一個以上之要素並不一定是組成該標的物之唯一要素。
用於本文中時，術語「具有」(having、has及have)與「包括」(comprising)、(comprises)及(comprise)具有相同之開放性意義。
用於本文中，術語「包含」(including、includes及include)與上文提供之「包括」(comprising)、(comprises)及(comprise)具有相同之開放性意義。
數值範圍
本發明使用數值範圍來量化關於本發明之某些參數。應理解，當提供數值範圍時，此範圍應被解讀為提供對於僅引用該範圍之下限值之申請專利範圍限制及僅引用該範圍之上限值之申請專利範圍限制之字面支援。例如，所揭示之數值範圍10至100提供對於引用「大於10」(無上限)之申請專利範圍及引用「小於100」(無下限)之申請專利範圍之字面支援。
本描述使用特定之數值來量化與本發明相關之某些參數，其中特定之數值並非明確地係一數值範圍之一部分。應理解，本文所提供之各個特定數值應被解讀為提供對寬泛、中間及狹窄範圍之字面支援。與各個特定數值相關之寬泛範圍係該數值加上及減去該數值之60%，四捨五入至兩個有效數字。與各個特定數值關聯之中間範圍係該數值加上或減去該數值之30%，四捨五入至兩個有效數位。與各個特定數值關聯之狹窄範圍係該數值加上或減去該數值之15%，四捨五入至兩個有效數位。例如，若說明書描述62℉之一特定溫度，則此一描述提供對25℉至99℉(62℉+/-37℉)之一寬泛數值範圍、43℉至81℉(62℉+/-19℉)之一中間數值範圍及53℉至71℉(62℉+/-9℉)之一狹窄數值範圍之字面支援。此等寬泛、中間及狹窄數值範圍應不僅應用至特定值，而是應亦可應用至此等特定值之間之差。因此，若說明書描述110 psi之一第一壓力及48 psi之第二壓力(差係62 psi)，則對於此等兩個流之壓力差之寬泛範圍、中間範圍及狹窄將分別為25 psi至99 psi、43 psi至81 psi及53 psi至71 psi。
申請專利範圍不限於所揭示之實施例
上述之本發明之較佳形式係僅作為闡釋，且不應以限制意義使用而解釋本發明之範疇。熟悉此項技術者在不背離本發明之精神基礎上，可輕易對上述之示例性實施例做出修改。
發明者茲聲明根據同等原則來確定且評估本發明之合理範疇為涵蓋實質上不脫離但是不屬於下文申請專利範圍所陳述之本發明之字面範疇之任何裝置。
10．．．噴霧器
12．．．氣泡柱反應器
14．．．容器殼體
16．．．進氣口
18．．．懸浮液入口
20．．．進氣導管
22．．．廢氣出口
24．．．反應區
26．．．懸浮液出口
28．．．液體釋放導管
30．．．液體釋放開口
32．．．垂直構件
34．．．最內液體釋放開口
36．．．最外液體釋放開口
38．．．中間液體釋放開口
38a．．．中間液體釋放開口
38b．．．中間液體釋放開口
38c．．．中間液體釋放開口
38d．．．中間液體釋放開口
38e．．．中間液體釋放開口
38f．．．中間液體釋放開口
40．．．流經開口面積
110．．．噴霧器
120．．．進氣導管
128．．．徑向延伸散佈導管
130．．．液體釋放開口
134．．．最內液體釋放開口
136．．．最外液體釋放開口
138．．．中間液體釋放開口
210．．．噴霧器
228．．．環形液體散佈導管
230．．．液體釋放開口
234．．．最內液體釋放開口
236．．．最外液體釋放開口
238．．．中間液體釋放開口
240．．．最內液體散佈導管
242．．．中間液體散佈導管
244．．．最外液體釋放導管
310．．．噴霧器
328．．．正方形液體散佈導管
330．．．液體釋放開口
334．．．最內液體釋放開口
336．．．最外液體釋放開口
338．．．中間液體釋放開口
340．．．最內液體散佈導管
342．．．中間液體散佈導管
344．．．最外液體釋放導管
410．．．噴霧器
428．．．八角形液體散佈導管
430．．．液體釋放開口
434．．．最內液體釋放開口
438．．．中間液體釋放開口
440．．．最內液體散佈導管
442．．．中間液體散佈導管
444．．．最外液體散佈導管
510．．．噴霧器
512‧‧‧氣泡柱反應器
514‧‧‧系統
516‧‧‧初始氧化反應器
518‧‧‧初始氧化側提取反應器
520‧‧‧第二氧化反應器
522‧‧‧噴霧器
524‧‧‧反應區
526‧‧‧線路
528‧‧‧側提取導管
530‧‧‧線路
532‧‧‧線路
534‧‧‧噴霧器
536‧‧‧反應區
538‧‧‧線路
540‧‧‧側提取導管
542‧‧‧反應區
544‧‧‧線路
546‧‧‧線路
436‧‧‧最外液體釋放開口
圖1係根據本發明之一實施例而構造之一反應器之側視圖，明確而言，其圖解將懸浮液及氣體流引入該反應器之該反應區中，且將一廢氣及經處理懸浮液分別自該反應器之頂部及底部移除；
圖2係圖1中繪示之該反應器之沿線2-2而截取之一橫截面圖，明確而言，其圖解具有用於將液體引入該反應器之該反應區中之徑向地延伸之直形液體散佈導管之一噴霧器；
圖3係適用於圖1中繪示之反應器中之一替代性噴霧器之一仰視圖，明確而言，其圖解具有用於將液體引入該反應器之該反應區中之徑向延伸之彎曲液體散佈導管之一噴霧器；
圖4係適用於圖1繪示之該反應器中之一替代性噴霧器之一仰視圖，明確而言，其圖解具有用於將液體引入該反應器之該反應區中之環形液體散佈導管之一噴霧器；
圖5係適用於圖1繪示之該反應器中之一替代性噴霧器之一仰視圖，明確而言，其圖解具有用於將液體引入該反應器之該反應區中之正方形液體散佈導管之一噴霧器；
圖6係適用於圖1繪示之該反應器中之一替代性噴霧器之一仰視圖，明確而言，其圖解具有用於將液體引入該反應器之該反應區中之八角形液體散佈導管之一噴霧器；
圖7係用於氧化可氧化化合物之一示意圖，明確而言，其圖解一主要氧化反應器、一主要氧化側提取反應器、一次級氧化反應器及一次級氧化側提取反應器，其中設置有一噴霧器。
10．．．噴霧器
12．．．氣泡柱反應器
14．．．容器殼體
16．．．進氣口
18．．．懸浮液入口
20．．．進氣導管
22．．．廢氣出口
24．．．反應區
26．．．懸浮液出口
32．．．垂直構件

Claims (30)

  1. 一種其中界定有一反應區之氣泡柱反應器，該反應器包括：設置於該反應區中之一噴霧器，其係用於將液體引入該反應區中，該噴霧器包括至少三個徑向延伸之液體散佈導管，其中各個液體散佈導管界定至少三個液體釋放開口；其中該等液體釋放開口之與該等液體散佈導管中之各者關聯之徑向間隔係向外地減小，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區在設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%；其中該噴霧器經組態以使得一反應媒體之攪拌係主要由向上移動之自該至少該三個液體釋放開口通過該反應媒體之氣泡而提供，且該反應區中之一表面氣體速率係自0.01cm/s至0.9cm/s。
  2. 如請求項1之反應器，其中當該噴霧器係在理論上分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係位於該等環形區域中之至少另一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積之25%以內。
  3. 如請求項1之反應器，其中該等液體散佈導管中之各者係液體地耦合至一共用液體進入導管且自該共用液體進入導管而向外地延伸。
  4. 如請求項3之反應器，其中該等液體散佈導管係於該共 用液體進入導管之周圍而實質上等距離地間隔。
  5. 如請求項1之反應器，其中該等液體散佈導管中之各者包括該等液體釋放開口中之至少四者。
  6. 如請求項1之反應器，其中該等液體釋放開口係實質上等角地間隔。
  7. 如請求項1之反應器，其中該噴霧器所具有之一流經開口總面積係至少25%。
  8. 如請求項1之反應器，其中該噴霧器具有之該等液體釋放開口之一總數目在自20至300之範圍內。
  9. 如請求項1之反應器，其中該等液體釋放開口具有之一平均直徑係在自約0.5毫米至約2.0毫米之範圍內。
  10. 如請求項1之反應器，其中該等液體釋放開口中之多於50%經定位以在一通常向下方向上釋放該液體。
  11. 如請求項1之反應器，其中該噴霧器具有之一最大直徑係在自約0.5米至約6米之範圍內，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區的設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少95%。
  12. 如請求項1之反應器，其中所有該等液體釋放開口之該平均直徑之偏差係小於0.5毫米。
  13. 一種其中界定有一反應區之氣泡柱反應器，該反應器包括：一設置於該反應區中之噴霧器，其係用於將液體引入該反應區中，其中該噴霧器包括一個或一個以上之液體散佈導管， 其界定自20至300個範圍內之液體釋放開口，其中當該噴霧器經理論上分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係位於該等環形區域中之至少另一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積之25%以內，其中該噴霧器所具有之一流經開口總面積係至少25%，其中該等液體釋放開口具有之一平均直徑在自約0.5毫米至約2毫米之範圍內，其中該等液體釋放開口中之大於50%者經定位以在一通常向下方向中釋放該液體，其中該噴霧器具有之一最大直徑在自約0.5米至約6米之範圍內，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區在設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%；其中該噴霧器經組態以使得一反應媒體之攪拌係主要由向上移動之自該液體釋放開口通過該反應媒體之氣泡而提供，且該反應區中之一表面氣體速率係自0.01cm/s至0.9cm/s。
  14. 如請求項13之反應器，其中該噴霧器包括該等液體散佈導管中之至少三者，其中該等液體散佈導管中之各者界定該液體釋放開口中之至少三者，其中該等液體散佈導管中之各者經液體地耦合至一共用液體進入導管。
  15. 如請求項14之反應器，其中該等液體散佈導管自該共用液體進入導管而徑向地延伸，其中該等液體釋放開口之與該等液體散佈導管中之各者關聯之徑向間隔自該共用液體進入導管而向外地減小。
  16. 如請求項13之反應器，其中該等液體散佈導管具有之一形狀係選自由彎曲、直形、圓形、正方形、五角形、六角形及八角形所組成之群組。
  17. 如請求項13之反應器，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少95%。
  18. 如請求項13之反應器，其中該噴霧器具有之一流經開口總面積係至少50%，其中該噴霧器包括之該等液體釋放開口之一數目在80至220之範圍中，其中該等液體釋放開口中之至少75%者經定位以在一通常向下方向中釋放該液體。
  19. 如請求項13之反應器，其中所有之該等液體釋放開口之該平均直徑之偏差係小於0.5毫米。
  20. 一種用於藉由使一可氧化化合物之至少一部分與一氣相氧化劑接觸而至少部分地氧化該可氧化化合物之系統，該系統包括：一第一氧化反應器；一第二氧化反應器，其位於該第一氧化反應器之下游，且與該第一氧化反應器液體流連通；一氣泡柱反應器，其位於該第二氧化反應器之下游而 與該第二氧化反應器液體流連通且界定一反應區；及一噴霧器，其經設置於該反應區內且經組態以將至少一部分之該氣相氧化劑釋放進入該反應區中，其中該噴霧器包括一個或一個以上之液體散佈導管，其界定複數個液體釋放開口，其中當該噴霧器係理論上分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係位於該等環形區域中之至少另一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積之25%以內，其中該噴霧器具有之流經開口總面積係至少25%，其中該噴霧器之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%；其中該噴霧器經組態以使得一反應媒體之攪拌係主要由向上移動之自該液體釋放開口通過該反應媒體之氣泡而提供，且該反應區中之一表面氣體速率係自0.01cm/s至0.9cm/s。
  21. 如請求項20之系統，其中該噴霧器包括複數個液體散佈導管，其中該等液體散佈導管中之各者包括該等液體釋放開口中之至少三者，其中該等液體散佈導管中之各者經液體地耦合至一共用液體進入導管。
  22. 如請求項21之系統，其中該噴霧器包括該等液體散佈導管中之至少三者，其中該等液體散佈導管自該共用液體進入導管徑向地延伸，其中該等液體釋放開口之與該等 液體散佈導管中之各者關聯之徑向間隔自該共用液體進入導管而向外地減小。
  23. 如請求項20之系統，其中該等液體釋放開口具有之一平均直徑係在自約0.5毫米至約2.0毫米之範圍中，其中該等液體釋放開口中之大於50%者經定位以在一通常向下方向中釋放該氣相氧化劑，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區之最大直徑之至少95%，其中所有之該等液體釋放開口之該平均直徑之偏差係小於0.5毫米。
  24. 如請求項20之系統，其中位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係分別地位於該等環形區域中之至少另外二者中之該等液體釋放開口之該等釋放開口總面積中之各者之25%以內。
  25. 如請求項20之系統，其中該氣泡柱反應器經組態以接收來自該第二氧化反應器之通常最上部之50%之該反應區內之一懸浮液，其中該噴霧器經設置於該反應區之通常最下部之30%之區域內。
  26. 一種用於產生二羧酸之方法，該方法包括：(a)使一可氧化化合物與一第一氣相氧化劑接觸，以形成一粗製二羧酸懸浮液；(b)使至少一部分之該粗製二羧酸懸浮液淨化，以形成純淨之二羧酸懸浮液；及(c)使至少一部分之該純淨之二羧酸懸浮液與一氣泡柱反應器之一反應區中之一第二氣相氧化劑接觸，其中至少一部分之該第二氣相氧化劑經由設置於該反應區中之 一噴霧器而引入該反應區中，其中該噴霧器包括一個或一個以上之液體散佈導管，其界定複數個液體釋放開口，其中當該噴霧器經理論上分割成具有相等面積之四個環形區域時，位於該等環形區域中之一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積係位於該等環形區域中之至少另一者中之該等液體釋放開口之該釋放開口總面積之25%以內，其中該噴霧器具有之一流經開口總面積係至少25%，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之該高度處之直徑之至少90%；其中該噴霧器經組態以使得一反應媒體之攪拌係主要由向上移動之自該液體釋放開口通過該反應媒體之氣泡而提供，如此小於5%之該反應媒體之攪拌係由機械攪拌造成，且該反應區中之一表面氣體速率係自0.01cm/s至0.9cm/s。
  27. 如請求項26之方法，其中該噴霧器包括該等液體散佈導管中之至少三者，其中該等液體散佈導管中之各者界定該等液體釋放開口中之至少三者，其中該等液體散佈導管中之各者經液體地耦合至一共用液體進入導管，其中該等液體散佈導管自該共用液體進入導管而徑向地延伸，其中該等液體釋放開口之與該等液體散佈導管中之各者關聯之徑向間隔自該共用液體進入導管而向外地減小。
  28. 如請求項26之方法，其中該等液體釋放開口具有之一平均直徑在自約0.5毫米至2.0毫米之範圍內，其中該液體釋放開口中之大於50%者經定位以在一通常向下方向上釋放該第二氣相氧化劑，其中該噴霧器具有之一最大直徑係該反應區之設置有該噴霧器之高度處之直徑之至少95%，其中所有該等液體釋放開口之該平均直徑之偏差係小於0.5毫米，其中該第二氣相氧化劑在該反應區中具有之一表面氣體速率係自約每秒0.01釐米至約每秒0.9釐米之範圍內。
  29. 如請求項26之方法，其中位於該等環形區域中之一者中之該液體釋放開口之該釋放開口總面積係分別地位於該等環形區域之至少另外二者中之該等液體釋放開口之該等釋放開口總面積之各者之25%內。
  30. 如請求項26之方法，其中該可氣化化合物係對二甲苯，其中二羧酸係對苯二甲酸。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9725688B2 (en) * 2011-06-30 2017-08-08 Peter Simpson Bell Bioreactor for syngas fermentation
ITMI20131139A1 (it) * 2013-07-05 2015-01-06 Saipem Spa Sistema e metodo di diffusione di gas per immettere un flusso gassoso, in particolare un flusso gassoso passivante, in un apparato di un impianto urea
RU2667519C2 (ru) * 2014-06-19 2018-09-21 Сабик Глобал Текнолоджис Б.В. Улучшенные реакторные системы, катализируемые гомогенными катализаторами
WO2016157154A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 Saipem S.P.A. Urea synthesis reactor and process
DE102015008503A1 (de) * 2015-07-03 2017-01-05 TE Connectivity Sensors Germany GmbH Elektrisches Bauteil und Herstellungsverfahren zum Herstellen eines solchen elektrischen Bauteils
RU2617397C1 (ru) * 2015-12-14 2017-04-24 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" Система дегидрирования парафиновых углеводородов C3-C5
US20190060819A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-28 Larry Baxter Gas/Liquid Heat and Material Exchange in the Presence of Entrained Solids
CN108364700A (zh) * 2018-02-13 2018-08-03 中国核动力研究设计院 一种采用多鼓泡臂和鼓泡环结合的鼓泡器
CN110548454A (zh) * 2018-05-30 2019-12-10 丰城三友制笔科技有限公司 气体分布器
CN110270277B (zh) * 2019-07-09 2021-10-12 中国神华煤制油化工有限公司 气体物料分布器和煤直接液化加氢反应器
CN112295508A (zh) * 2019-07-25 2021-02-02 中国石油化工股份有限公司 一种带氢气分布管的反应器及应用方法
CN111036151B (zh) * 2019-12-30 2022-02-11 上海睿碳能源科技有限公司 具有多级穿孔结构分布板的浆态床反应器
FR3106140B1 (fr) * 2020-01-09 2022-01-21 Air Liquide Digesteur comprenant un système d’injection d’oxygène présentant un moyen tubulaire conformé en quadrillage
FR3106139A1 (fr) * 2020-01-09 2021-07-16 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procedes Georges Claude Digesteur comprenant un système d’injection d’oxygène présentant un moyen tubulaire enroulé autour de son axe central
FR3106138B1 (fr) * 2020-01-09 2022-02-25 Air Liquide Digesteur comprenant un système d’injection d’oxygène présentant un moyen tubulaire comprenant une partie en forme de T
CN111569454B (zh) * 2020-03-31 2021-07-09 南京延长反应技术研究院有限公司 对二甲苯制备对苯二甲酸的内置微界面氧化系统及方法
CN112337131B (zh) * 2020-11-04 2022-02-18 江苏丽港稀土材料有限公司 一种稀土发光材料制备喷淋机构及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655242A (en) * 1980-03-28 1987-04-07 Jgc Corporation Water seal drum
CN101010282A (zh) * 2004-09-02 2007-08-01 伊斯曼化学公司 粗制对苯二甲酸组合物及其制备方法
CN101811930A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 中国石油化工股份有限公司 用于含苯乙炔的苯乙烯物流中苯乙炔选择加氢的方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US689460A (en) * 1901-03-23 1901-12-24 Guston O Clark Carbureter.
US1157993A (en) * 1912-03-28 1915-10-26 Karl P Mcelroy Hydrogenating process and apparatus.
US2816011A (en) * 1954-11-22 1957-12-10 Shell Dev Fluid catalyst regeneration vessel
US2980515A (en) * 1958-03-06 1961-04-18 Standard Oil Co Reaction chamber
US3911064A (en) * 1971-04-08 1975-10-07 Union Carbide Corp System for gas sparging into liquid
US3785779A (en) * 1971-08-02 1974-01-15 Exxon Research Engineering Co Gas liquid inlet distributor
DE3806539A1 (de) * 1988-03-01 1989-09-14 Herbert Huettlin Wirbelschichtapparatur, insbes. zum granulieren pulverfoermiger substanz
JPS5912096B2 (ja) * 1975-10-31 1984-03-21 三菱化学株式会社 ホウコウゾクポリカルボンサンノセイゾウホウ
JPS5265179A (en) 1975-11-26 1977-05-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Equipment for vibration type vapor-liquid contact
US4081378A (en) * 1977-01-17 1978-03-28 John Zink Company Liquid aeration to reduce biological oxygen demand
FR2520634B1 (fr) * 1982-02-02 1987-02-13 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif pour soutirer des particules solides et introduire une charge liquide a la partie inferieure d'une zone de contact
FR2529905B1 (fr) * 1982-07-09 1988-04-08 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif d'hydrotraitement d'hydrocarbures en phase liquide, en presence d'un catalyseur en lit expanse ou bouillonnant
SU1125210A1 (ru) 1983-07-27 1984-11-23 Томский инженерно-строительный институт Механический аэратор
US4580597A (en) * 1985-04-15 1986-04-08 Monsanto Company Fluid distribution system
US4809744A (en) * 1987-10-08 1989-03-07 James River Corporation Uniform fluid distribution system
US5256810A (en) * 1992-10-14 1993-10-26 The Standard Oil Company Method for eliminating nitriding during acrylonitrile production
JPH06300457A (ja) * 1993-04-19 1994-10-28 Shihasuda Seisakusho:Yugen 粉末流動層
KR0130715B1 (ko) * 1995-02-01 1998-04-08 유미꾸라 레이이찌 유동상 반응기 및 이를 사용한 반응 방법
JPH10216501A (ja) 1997-01-31 1998-08-18 Nkk Corp スラリー床反応器
US6080372A (en) * 1998-09-11 2000-06-27 Air Products And Chemicals, Inc. Two stage reactor for continuous three phase slurry hydrogenation and method of operation
US6358483B1 (en) 1999-07-13 2002-03-19 The Standard Oil Company Sparger for oxygen injection into a fluid bed reactor
UA58154A (uk) 2002-10-14 2003-07-15 Приватне Підприємство Фірма "Техкон" Одоризатор газу
UA65170C2 (en) 2003-06-10 2005-07-15 Volodymyr Vitaliiovyc Maksymov An aerator
US7273950B2 (en) 2003-06-13 2007-09-25 Tereftalatos Mexicanos, S.A. De C.V. Process and apparatus for the efficient oxidation of alkyl aromatic compounds
GB2412612B (en) * 2004-04-02 2008-10-29 Statoil Asa Slurry bubble column reactor
BRPI0514756A (pt) 2004-09-02 2008-06-24 Eastman Chem Co processo para produzir ácidos dicarboxìlicos aromáticos, e, aparelhagem
US20070208194A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Woodruff Thomas E Oxidation system with sidedraw secondary reactor
US7326808B2 (en) * 2006-03-01 2008-02-05 Eastman Chemical Company Polycarboxylic acid production system employing cooled mother liquor from oxidative digestion as feed to impurity purge system
JP2007269655A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Sumitomo Chemical Co Ltd 反応方法および反応装置
CN101396647B (zh) * 2007-09-29 2011-03-16 中科合成油技术有限公司 用于费-托合成的气-液-固三相悬浮床反应器及其应用
KR100992835B1 (ko) * 2008-02-29 2010-11-08 한국화학연구원 피셔-트롭쉬 합성반응용 고체촉매와 생성물의 연속분리배출장치 및 방법
EP2336270A4 (en) * 2008-09-30 2012-03-07 Japan Oil Gas & Metals Jogmec METHOD FOR SYNTHESIZING LIQUID FUEL AND APPARATUS FOR SYNTHESIZING IT
JP2010119965A (ja) 2008-11-20 2010-06-03 Ihi Corp 攪拌装置
US20100275611A1 (en) 2009-05-01 2010-11-04 Edan Prabhu Distributing Fuel Flow in a Reaction Chamber

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655242A (en) * 1980-03-28 1987-04-07 Jgc Corporation Water seal drum
CN101010282A (zh) * 2004-09-02 2007-08-01 伊斯曼化学公司 粗制对苯二甲酸组合物及其制备方法
CN101811930A (zh) * 2009-02-19 2010-08-25 中国石油化工股份有限公司 用于含苯乙炔的苯乙烯物流中苯乙炔选择加氢的方法

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CN103228345A (zh) 2013-07-31
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CN106861564A (zh) 2017-06-20
EP2618919A2 (en) 2013-07-31
RU2604371C2 (ru) 2016-12-10
MX340072B (es) 2016-06-22
KR20130109140A (ko) 2013-10-07
WO2012040321A3 (en) 2012-05-10
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KR101863390B1 (ko) 2018-07-04

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