[发明专利]包括支撑部件变型的装置以及相关工艺

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年1月21日提交的、系列号No.61/435015的优先权，所述文献的整体公开通过引用被合并在此。

背景技术

邻苯二甲酸酐（PAN）是用于增塑剂、聚酯、醇酸树脂和染料的制造的一种重要的商用化学品。一种重要的用途是制备邻苯二甲酸烷基酯，例如邻苯二甲酸二异壬酯或邻苯二甲酸二异癸酯，它们用作通常用于聚氯乙烯的增塑剂。这些邻苯二甲酸酯可以进一步氢化成相应的二环己酸酯。邻苯二甲酸酐通常由例如邻二甲苯和萘之类的原材料制造，WO2009/040245和WO2009/040246中公开了合适的氧化处理。这些原材料的价格和（作为直接结果）邻苯二甲酸酐的价格根据供给和需求波动很大。因为原材料的价格是邻苯二甲酸酐价格中的主要因素，因此，用于制造邻苯二甲酸酐的任何系统尽可能多地捕获所生成的产物是非常重要的。邻苯二甲酸酐可以由多种工艺中的任意一种来成功制造，这些工艺例如为：（1）邻二甲苯在固定床反应器中的空气氧化；（2）石油或煤焦油萘在固定床反应器中的空气氧化；（3）邻二甲苯的流化床氧化；（4）石油或煤焦油萘的流化床氧化；以及（5）邻二甲苯或萘的液相氧化。

用于各种蒸气相路线的总体工艺方案是将烃供料（呈蒸气形式）与压缩空气混合以及将混合物供给至多管式固定床反应器，所述多管式固定床反应器包含填塞有氧化催化剂（例如涂覆在惰性无孔载体上的氧化钒和二氧化钛）的多个管。当使用流化床反应器时，呈液体形式的烃供料能够直接注入流化的催化剂床中，使得空气和烃在反应器中混合以制造反应器流出气体（即，蒸气相氧化产物）。反应器装备有用于除去氧化反应的热的装置。除去的热用于产生蒸汽。

在蒸气相氧化产物离开固定床或流化床反应器之后，将它冷却，以便使得邻苯二甲酸酐冷凝。这允许从气流中分离邻苯二甲酸酐。

在制造邻苯二甲酸酐的过程中，离开包含氧化催化剂的多管式固定床或流化床反应器的反应产物是其中包含氮气、水、CO₂和所要的邻苯二甲酸酐的热气体混合物。反应产物通常首先在气体冷却器中冷却，因此可以最方便地在冷却剂侧产生蒸汽。邻苯二甲酸酐通常通过在切换冷凝器中的（凝华）升华（也可以称为冷凝或沉积的相变）而从冷却的反应产物中回收，因此在切换冷凝器表面上收集作为固体的邻苯二甲酸酐，所述切换冷凝器通常为换热器管，所述换热器管通常在气体侧上形成有翅片，以便提高传热。切换冷凝器通过能够承受所采用的高温的冷却用流体，通常为热流体或热油来冷却。在已经进行了收集作业（从而通常在带翅片的换热器管的外表面上积累了一层固体邻苯二甲酸酐）之后，切换冷凝器可以从收集作业切换至熔化作业。因此，流过切换冷凝器的气流通常不连续，并且通常冷却用流体由加热流体（通常是相同热流体或热油，但是这时为加热之后）代替，使得邻苯二甲酸酐熔化并且形成液体，将液体邻苯二甲酸酐排出并收集，用于进一步处理。排空的切换冷凝器在返回收集作业之前通过由冷却用流体代替加热流体而冷却。

邻苯二甲酸酐通常冷凝为固体。不过，两级冷凝系统可以用于首先将一部分邻苯二甲酸酐冷凝成液体，然后将其余部分冷凝成固体。所述工艺还包括这样从反应产物混合物中回收邻苯二甲酸酐，即通过由预冷凝器将邻苯二甲酸酐冷凝成液体，随后通过切换冷凝器将邻苯二甲酸酐收集为固体。增加预冷凝器提供了这样的优点，即，通过降低爆炸组分的浓度和通过使得操作温度降低至低于所形成的气体混合物的最小点火温度而使得气体混合物处于爆炸极限之外，这在气体混合物进入切换冷凝器之前进行。预冷凝器优选地也包括带翅片的管，并可以通过任意类型的冷却介质来冷却，例如，可以使用热水，原因是它能够避免出现具有太低温度的点，并能够将预冷凝器的出口温度控制在较窄范围内。预冷凝器的出口可以保持在至少137℃的温度。

在苛刻和变化条件下操作的机器和设备通常容易疲劳，特别是在应力集中点的区域处。疲劳可能导致过早故障，从而需要修理或更换，例如，部件通过循环应力的施加而疲劳，特别是在两个或更多部件的接合部处。切换冷凝器通常用于从反应气体中回收邻苯二甲酸酐。（例如见美国专利No.4435580、5214157、5508443、5869700和De Munck等人2010年2月12日提交的、美国申请No.61/304063。它们在循环作业中操作，所述循环作业包括从50℃至200℃的温度梯度，或者也可地从60℃至180℃的温度梯度。由于冷凝/冷却模式和加热/熔化模式所引起的温度变化，它们容易疲劳，特别是在接合部处，所述冷凝/冷却模式和加热/熔化模式扩大了整个冷凝器本体上的较宽和变化的温度梯度。