Способы и устройство улучшенного газораспределения

Способы и устройство улучшенного газораспределения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Различные варианты осуществления настоящего изобретения, в основном, относятся к способам и устройствам улучшенного газораспределения в реакторе. Более конкретно, различные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к рассеивателям, обеспечивающим усовершенствованное газораспределение в барботажных колонных реакторах.

Уровень техники

Реакции жидкофазного окисления применяют во множестве существующих промышленных процессов. Например, жидкофазное окисление в настоящее время используют для окисления альдегидов до кислот (например, пропионового альдегида до пропионовой кислоты), окисления циклогексана до адипиновой кислоты и окисления алкилароматических углеводородов до спиртов, кислот или дикарбоновых кислот. Особенно значительным промышленным процессом окисления последней категории (окисление алкилароматики) является жидкофазное каталитическое частичное окисление параксилола до терефталевой кислоты. Терефталевая кислота имеет большое значение для множества вариантов применения. Главным направлением использования терефталевой кислоты является производство полиэтилентерефталата (polyethylene terephthalate - PET). PET - хорошо известный полимер, используемый в огромных количествах по всему миру для изготовления таких изделий, как бутылки, волокна и упаковка.

В типичном процессе жидкофазного окисления, включая частичное окисление параксилола до терефталевой кислоты, жидкофазный поток сырья и газофазный поток окислителя подают в реактор, в котором образуется многофазная реакционная среда. Жидкофазный поток сырья, подаваемый в реактор, содержит по меньшей мере одно поддающееся окислению органическое соединение (например, параксилол), тогда как газофазный поток окислителя содержит молекулярный кислород. По меньшей мере часть молекулярного кислорода, подаваемого в реактор в виде газа, растворяется в жидкой фазе реакционной среды с образованием кислорода, доступного для жидкофазной реакции. Если жидкая фаза многофазной реакционной среды содержит молекулярный кислород в недостаточной концентрации (то есть если определенные части реакционной среды характеризуются «дефицитом кислорода»), могут идти нежелательные побочные реакции, приводящие к образованию примесей, и/или целевые реакции могут идти со сниженной скоростью. Если жидкая фаза реакционной среды содержит слишком мало поддающегося окислению соединения, скорость реакции может быть нежелательно низкой. Кроме этого, если жидкая фаза реакционной среды содержит избыточную концентрацию поддающегося окислению соединения, могут идти нежелательные побочные реакции, приводящие к образованию примесей.

Традиционные реакторы жидкофазного окисления оборудованы перемешивающими устройствами с целью перемешивания содержащейся в них многофазной реакционной среды. Перемешивание реакционной среды направлено на интенсификацию растворения молекулярного кислорода в жидкой фазе реакционной среды, поддержание относительно однородной концентрации растворенного кислорода в жидкой фазе реакционной среды и поддержание относительно однородной концентрации поддающегося окислению органического соединения в жидкой фазе реакционной среды.

Перемешивание реакционной среды, претерпевающей жидкофазное окисление, часто осуществляют при помощи механических перемешивающих устройств в таких резервуарах, как, например, проточный реактор с мешалкой (continuous stirred tank reactor - CSTR). Хотя CSTR пригодны для совершенного перемешивания реакционной среды, CSTR свойственен ряд недостатков. Например, CSTR сопряжены с относительно высокими капитальными затратами из-за потребности в дорогих электродвигателях, уплотненных подшипниках и приводных валах и/или сложных перемешивающих устройствах. Кроме того, вращающиеся и/или качающиеся механические элементы традиционных CSTR нуждаются в регулярном техническом обслуживании. Количество труда и время простоя, связанные с таким обслуживанием, увеличивают эксплуатационные затраты CSTR. Однако, даже при регулярном техническом обслуживании, системы механического перемешивания, применяемые в CSTR, подвержены поломкам и могут подлежать замене через относительно короткие периоды времени.

Барботажные колонные реакторы являются привлекательной альтернативой CSTR и другим реакторам окисления с механическим перемешиванием. В барботажных колонных реакторах осуществляется перемешивание реакционной среды без помощи дорогостоящего и ненадежного механического оборудования. Барботажные колонные реакторы, обычно, включают в себя вытянутую вверх реакционную зону, в которой находится реакционная среда. Перемешивание реакционной среды в реакционной зоне осуществляется, главным образом, за счет естественной плавучести пузырьков газа, поднимающихся сквозь жидкую фазу реакционной среды. Такое перемешивание за счет естественной плавучести в барботажных колонных реакторах позволяет уменьшить капитальные и эксплуатационные затраты по сравнению с реакторами с механическим перемешиванием. Кроме того, благодаря отсутствию, по существу, движущихся механических частей в барботажных колонных реакторах, такая система окисления менее подвержена механическим отказам, чем реакторы с механическим перемешиванием.

Когда жидкофазное частичное окисление параксилола проводят в традиционных реакторах окисления (CSTR или барботажных колоннах), продукт, отводимый из реактора, обычно представляет собой суспензию, содержащую неочищенную терефталевую кислоту (crude terephthalic acid - СТА) и материнский раствор. СТА содержит относительно большое количество примесей (например, 4-карбоксибензальдегида, паратолуиловой кислоты, флуоренонов и других веществ, обусловливающих цветность), что делает ее непригодной для использования в качестве сырья для производства PET. Таким образом, СТА, полученную в традиционных реакторах окисления, обычно подвергают очистке, в ходе которой СТА превращается в очищенную терефталевую кислоту (purified terephthalic acid - РТА), пригодную для производства PET.

Хотя в области реакций жидкофазного окисления имеются определенные успехи, все же есть потребность в усовершенствованиях.

Сущность изобретения

Один из вариантов осуществления настоящего изобретения относится к реактору, в котором имеется реакционная зона. В этом варианте осуществления изобретения реактор включает рассеиватель, расположенный в реакционной зоне и предназначенный для введения текучей среды в реакционную зону. Рассеиватель данного варианта осуществления изобретения включает по меньшей мере три радиально проходящих трубы распределения текучей среды, при этом в каждой трубе имеется по меньшей мере три отверстия выпуска текучей среды, при этом радиальный интервал между отверстиями выпуска текучей среды каждой из труб распределения текучей среды уменьшается от центра наружу, и при этом максимальный диаметр рассеивателя составляет по меньшей мере 90 процентов диаметра реакционной зоны на той высоте, где расположен рассеиватель.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения относится к реактору, в котором имеется реакционная зона. В этом варианте осуществления изобретения реактор включает рассеиватель, расположенный в реакционной зоне и предназначенный для введения текучей среды в реакционную зону, при этом рассеиватель включает одну или несколько труб распределения текучей среды, в которых имеется от 20 до 300 отверстий выпуска текучей среды, при этом, если рассеиватель теоретически разделить на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь отверстий выпуска текучей среды, расположенных в одной из кольцевых областей, составляет до 25 процентов суммарной площади отверстий выпуска текучей среды, расположенных по меньшей мере в одной другой кольцевой области, при этом рассеиватель имеет общее пропускное сечение по меньшей мере 25 процентов, при этом отверстия выпуска текучей среды имеют средний диаметр от примерно 0,5 до примерно 2,0 мм, при этом больше 50 процентов отверстий выпуска текучей среды расположено так, что при нормальных условиях выпускают текучую среду вниз, при этом рассеиватель имеет максимальный диаметр от примерно 0,5 до примерно 6 метров, и максимальный диаметр рассеивателя составляет по меньшей мере 90 процентов диаметра реакционной зоны на той высоте, где расположен рассеиватель.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения относится к системе по меньшей мере частичного окисления поддающегося окислению соединения путем приведения в контакт по меньшей мере части поддающегося окислению соединения с газофазным окислителем. Система данного варианта осуществления изобретения включает первый реактор окисления; второй реактор окисления, расположенный далее по потоку и соединенный по текучей среде с первым реактором окисления; барботажный колонный реактор, расположенный далее по потоку, соединенный по текучей среде со вторым реактором окисления и обуславливающий наличие реакционной зоны; рассеиватель, расположенный в этой реакционной зоне и предназначенный для выпуска по меньшей мере части газофазного окислителя в реакционную зону. В данном варианте осуществления изобретения рассеиватель включает одну или несколько труб распределения текучей среды с множеством отверстий выпуска текучей среды. Кроме того, если рассеиватель теоретически разделить на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь отверстий выпуска текучей среды, расположенных в одной из кольцевых областей, составляет до 25 процентов суммарной площади отверстий выпуска текучей среды, расположенных по меньшей мере в одной другой кольцевой области. Кроме того, рассеиватель имеет общее пропускное сечение по меньшей мере 25 процентов и максимальный диаметр, который составляет по меньшей мере 90 процентов диаметра реакционной зоны на той высоте, где расположен рассеиватель.

Еще один вариант осуществления изобретения относится к способу производства двухосновной карбоновой кислоты. Способ этого варианта осуществления изобретения включает (а) приведение в контакт поддающегося окислению соединения и первого газофазного окислителя с получением, тем самым, суспензии неочищенной двухосновной карбоновой кислоты; (b) очистку по меньшей мере части суспензии неочищенной двухосновной карбоновой кислоты и, тем самым, получение суспензии очищенной двухосновной карбоновой кислоты; и (с) приведение в контакт по меньшей мере части суспензии очищенной двухосновной карбоновой кислоты со вторым газофазным окислителем в реакционной зоне барботажном колонном реакторе барботажного колонного реактора, при этом по меньшей мере часть второго газофазного окислителя подается в реакционную зону посредством рассеивателя, расположенного в реакционной зоне. Рассеиватель этого варианта осуществления изобретения включает одну или несколько труб распределения текучей среды с множеством отверстий выпуска текучей среды, при этом, если рассеиватель теоретически разделить на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь отверстий выпуска текучей среды, расположенных в одной из кольцевых областей, составляет до 25 процентов суммарной площади отверстий выпуска текучей среды, расположенных по меньшей мере в одной другой кольцевой области, при этом рассеиватель имеет общее пропускное сечение по меньшей мере 25 процентов и максимальный диаметр, который составляет по меньшей мере 90 процентов диаметра реакционной зоны на той высоте, где расположен рассеиватель.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления настоящего изобретения описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 представляет собой вид сбоку реактора, сконструированного в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения; в частности, на фигуре показана подача потоков суспензии и газа в реакционную зону реактора и отведение отходящего газа и обработанной суспензии из верхней и нижней частей реактора, соответственно;

Фиг. 2 представляет собой вид в поперечном разрезе по 2-2 реактора, представленного на фиг. 1; в частности, на фигуре показан рассеиватель с прямыми радиально проходящими трубами распределения текучей среды, предназначенными для введения текучей среды в реакционную зону реактора;

Фиг. 3 представляет собой вид снизу альтернативного рассеивателя, пригодного для использования в реакторе, представленном на фиг. 1; в частности, на фигуре показан рассеиватель с изогнутыми радиально проходящими трубами распределения текучей среды, предназначенными для введения текучей среды в реакционную зону реактора;

Фиг. 4 представляет собой вид снизу альтернативного рассеивателя, пригодного для использования в реакторе, представленном на фиг. 1; в частности, на фигуре показан рассеиватель с кольцевыми трубами распределения текучей среды, предназначенными для введения текучей среды в реакционную зону реактора;

Фиг. 5 представляет собой вид снизу альтернативного рассеивателя, пригодного для использования в реакторе, представленном на фиг. 1; в частности, на фигуре показан рассеиватель с квадратными трубами распределения текучей среды, предназначенными для введения текучей среды в реакционную зону реактора;

Фиг. 6 представляет собой вид снизу альтернативного рассеивателя, пригодного для использования в реакторе, представленном на фиг. 1; в частности, на фигуре показан рассеиватель с восьмиугольными трубами распределения текучей среды, предназначенными для введения текучей среды в реакционную зону реактора;

На фиг. 7 приведена схема системы окисления поддающегося окислению соединения, на которой, в частности, показан первичный реактор окисления, первичный реактор окисления бокового погона, вторичный реактор окисления и вторичный реактор окисления бокового погона, внутри которого расположен рассеиватель.

Подробное описание изобретения

Различные варианты осуществления изобретения относятся к рассеивателю для введения текучей среды в реакционную зону реактора, такого как барботажный колонный реактор. Такой рассеиватель может быть применен в системе жидкофазного окисления поддающегося окислению соединения, которое может переноситься в жидкой фазе многофазной реакционной среды, присутствующей в одном или нескольких реакторах с перемешиванием. К пригодным реакторам с перемешиванием относятся, например, реакторы с перемешиванием пузырьками (например, барботажные колонные реакторы), реакторы с механическим перемешиванием (например, проточные реакторы с мешалкой) и реакторы с перемешиванием потоком (например, струйные реакторы).

Сначала обратимся к фиг. 1; на ней показан рассеиватель 10, расположенный в барботажном колонном реакторе 12. В контексте настоящего документа термин «барботажный колонный реактор» означает реактор, обеспечивающий проведение химических реакций в многофазной реакционной среде, в котором перемешивание реакционной среды происходит, главным образом, посредством восходящего движения пузырьков газа сквозь реакционную среду. В контексте настоящего документа термин «перемешивание» означает работу, затрачиваемую в реакционной среде и вызывающую течение текучей среды и/или смешивание. В контексте настоящего документа термины «большая часть», «главным образом» и «преимущественно» означают более 50 процентов. В контексте настоящего документа термин «механическое перемешивание» означает перемешивание реакционной среды, вызванное физическим перемещением жесткого или гибкого элемента (элементов) вплотную с реакционной средой или внутри нее. Например, механическое перемешивание может быть осуществлено посредством вращения, качания и/или вибрирования внутренних мешалок, лопастей, вибраторов или акустических диафрагм, расположенных в реакционной среде. В контексте настоящего документа термин «перемешивание потоком» означает перемешивание реакционной среды, вызываемое нагнетанием и/или рециркуляцией с большой скоростью одной или нескольких текучих сред в реакционной среде. Например, перемешивание потоком может быть осуществлено при помощи сопел, эжекторов и/или эдукторов. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения менее примерно 40, менее примерно 20 или менее 5 процентов перемешивания реакционной среды в барботажном колонном реакторе барботажном колонном реакторе обеспечивается за счет механического перемешивания и/или перемешивания потоком.

На фиг. 1 барботажный колонный реактор 12 показан как включающий рассеиватель 10, корпус резервуара 14, входное отверстие 16 для газа, входное отверстие 18 для суспензии, трубу 20 подвода газа и выходное отверстие 22 для отходящего газа. Барботажный колонный реактор 12 может быть сконструирована по противоточной схеме реакции так, что в ходе работы суспензия может быть подана через входное отверстие 18 для суспензии вблизи, в нормальных условиях, верхней части барботажного колонного реактора барботажного колонного реактора 12 и может перемещаться вниз через реакционную зону 24, ограничиваемую барботажным колонным реактором 12. Газ (например, газофазный окислитель) может быть подан в барботажный колонный реактор 12 через входное отверстие 16 и может распределяться в реакционной зоне 24 рассеивателем 10, расположенным, в нормальных условиях, в нижней части барботажного колонного реактора 12. Затем газ может перемещаться, по существу, вверх через реакционную зону 24. После этого обработанная суспензия может быть отведена из нижней части барботажного колонного реактора 12 через выходное отверстие 26 для суспензии. В различных вариантах осуществления изобретения режим потока в реакционной зоне 24 может представлять собой пузырьковый режим потока или по существу пузырьковый режим. Кроме того, в различных вариантах осуществления изобретения режим потока в реакционной зоне 24 может представлять собой поршневой режим потока или по существу поршневой режим с незначительным смешиванием массы с окружающей массой во время течения через реакционную зону 24. В различных вариантах осуществления изобретения поршневой режим потока или, по существу, поршневой режим может быть реализован путем увеличения распределения газа в реакционной зоне 24 так, что одинаковое или по существу одинаковое количество газофазного окислителя вводится в каждую область реакционной зоны 24. Другими словами, поршневой или, по существу, поршневой режим потока может быть реализован путем достижения равномерного или, по существу, равномерного газораспределения по всему или, по существу, всему горизонтальному поперечному сечению реакционной зоны 24.

Обратимся к фиг. 2, представляющей собой поперечное сечение барботажного колонного реактора 12 по 2-2, более подробно отображающее рассеиватель 10. Рассеиватель 10 включает двенадцать прямых или, по существу, прямых радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды, в каждой из которых имеется восемь отверстий 30 выпуска текучей среды. Хотя рассеиватель 10 показан как имеющий двенадцать радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды, в различных вариантах осуществления настоящего изобретения рассеиватель 10 может включать по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 6, по меньшей мере 8 или по меньшей мере 10 радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды. Кроме того, в одном или нескольких вариантах осуществления изобретения рассеиватель 10 может включать от 3 до 20, от 6 до 18 или от 9 до 15 радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды.

Как показано на фиг. 2, каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды соединена по текучей среде с вертикальным элементом 32 трубы 20 подвода газа и отходит от нее в радиальном направлении. В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может быть расположена с одинаковым или, по существу, одинаковым интервалом вокруг вертикального элемента 32. В контексте настоящего документа термин «расположен, по существу, с одинаковым интервалом» означает, что интервал между каждыми из соседних радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды отличается менее чем на 5 процентов. В различных вариантах осуществления изобретения каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может быть цилиндрической или, по существу, цилиндрической. Кроме того, каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может иметь длину, лежащую в диапазоне от примерно 0,25 до примерно 3 метров или в диапазоне от 0,5 до 2,5 метров. Кроме того, каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может иметь наружный диаметр в диапазоне от примерно 1 до примерно 10 см или в диапазоне от примерно 2 до примерно 5 см. В различных вариантах осуществления изобретения каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может иметь наружный диаметр около 3 см.

Как отмечено выше, в каждой из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды имеется множество отверстий 30 выпуска текучей среды. В различных вариантах осуществления изобретения каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может включать по меньшей мере 3, по меньшей мере 4, по меньшей мере 6 или по меньшей мере 8 отверстий 30 выпуска текучей среды. Кроме того, каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может включать от 3 до 20, от 5 до 17 или от 7 до 14 отверстий 30 выпуска текучей среды. В различных вариантах осуществления изобретения каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может включать 8 отверстий выпуска текучей среды. В различных вариантах осуществления изобретения рассеиватель 10 может включать всего по меньшей мере 20, по меньшей мере 50 или по меньшей мере 90 отверстий 30 выпуска текучей среды. Кроме того, рассеиватель 10 может включать отверстия 30 выпуска текучей среды общим числом в диапазоне от 20 до 300, в диапазоне от 50 до 250 или в диапазоне от 80 до 220.

В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения радиальный интервал между отверстиями 30 выпуска текучей среды каждой соответствующей трубы 28 распределения текучей среды может уменьшаться в направлении наружу от осевого центра рассеивателя 10. Радиальный интервал рассматривается как «убывающий» в такой конфигурации, для которой, если расстояние между соседними парами отверстий 30 выпуска текучей среды (величины Y) отметить на графике как функцию положения каждого интервала относительно центра рассеивателя (величины X), полученная линейная зависимость (то есть линейная регрессия) будет иметь отрицательный наклон. Под относительным положением каждого интервала понимается, что расстоянию между самыми близкими к центру двумя соседними отверстиями выпуска текучей среды присваивается произвольная величина X, равная 1, расстоянию между следующей по направлению наружу парой отверстий выпуска текучей среды присваивается произвольная величина X, равная 2 и т.д. В различных вариантах осуществления изобретения радиальный интервал может уменьшаться в каждой последующей по направлению наружу паре отверстий 30 выпуска текучей среды. Однако, когда это допустимо, нет необходимости, чтобы радиальный интервал уменьшался в каждой последующей по направлению наружу паре отверстий 30 выпуска текучей среды, при условии, что описанный выше график в целом представляет собой линейную регрессию с отрицательным наклоном. Например, труба распределения текучей среды с интервалом между отверстиями выпуска текучей среды, описываемым гипотетическими данными, приведенными в таблице 1, имеет наклон -5, несмотря на то что интервалы номер 2 и 6 больше, чем предшествующие им интервалы:

В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения каждая из радиально проходящих труб 28 распределения текучей среды может включать наиболее близкое к центру отверстие 34 выпуска текучей среды, самое дальнее от центра отверстие 36 выпуска текучей среды и одно или несколько промежуточных отверстий 38 выпуска текучей среды. Как показано на фиг. 2, расстояние между наиболее близким к центру отверстием 34 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38а выпуска текучей среды может быть больше, чем расстояние между самым дальним от центра отверстием 36 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38f выпуска текучей среды. В различных вариантах осуществления изобретения расстояние между наиболее близким к центру отверстием 34 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38а выпуска текучей среды может быть по меньшей мере на 1 процент, по меньшей мере на 5 процентов или по меньшей мере на 10 процентов больше, чем расстояние между самым дальним от центра отверстием 36 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38f выпуска текучей среды. Кроме того, в различных вариантах осуществления изобретения расстояние между наиболее близким к центру отверстием 34 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38а выпуска текучей среды может быть больше, чем расстояние между двумя соседними промежуточными отверстиями 38 выпуска текучей среды (например, отверстиями 38а и 38b выпуска текучей среды). В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения расстояние между наиболее близким к центру отверстием 34 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38а выпуска текучей среды может быть по меньшей мере на 1 процент, по меньшей мере на 5 процентов или по меньшей мере на 10 процентов больше, чем расстояние между двумя соседними промежуточными отверстиями 38 выпуска текучей среды (например, отверстиями 38а и 38b выпуска текучей среды). Кроме того, в различных вариантах осуществления изобретения расстояние между наиболее близким к центру отверстием 34 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38а выпуска текучей среды может быть больше, чем каждое из расстояний между соседними отверстиями 38 выпуска текучей среды. Кроме того, расстояние между наиболее близким к центру отверстием 34 выпуска текучей среды и соседним с ним промежуточным отверстием 38а выпуска текучей среды может быть по меньшей мере на 1 процент, по меньшей мере на 5 процентов или по меньшей мере на 10 процентов больше, чем каждое из расстояний между соседними отверстиями 38 выпуска текучей среды. Кроме того, в различных вариантах осуществления изобретения расстояние между соседними промежуточными отверстиями 38 выпуска текучей среды может уменьшаться в радиальном направлении наружу от вертикального элемента 32. В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения расстояние между соседними промежуточными отверстиями 38 выпуска текучей среды может уменьшаться по меньшей мере на 1 процент, по меньшей мере на 5 процентов или по меньшей мере на 10 процентов для каждой последующей от центра наружу пары промежуточных отверстий 38 выпуска текучей среды. Например, расстояние между промежуточными отверстиями 38b и 38 с выпуска текучей среды может быть по меньшей мере на 1 процент, по меньшей мере на 5 процентов или по меньшей мере на 10 процентов меньше, чем расстояние между промежуточными отверстиями 38а и 38b выпуска текучей среды. Во всех описанных вариантах осуществления изобретения в отношении размещения отверстий 30 выпуска текучей среды, расстояние между отверстиями 30 выпуска текучей среды следует определять от центра одного отверстия выпуска текучей среды до центра соседнего от него отверстия выпуска текучей среды.

В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения отверстия 30 выпуска текучей среды могут быть размещены равно кольцеобразно или, по существу, равно кольцеобразно. В контексте настоящего документа термин «равно кольцеобразно», используемый для описания размещения отверстий выпуска текучей среды, означает такое размещение, при котором площади теоретических концентрических или, по существу, концентрических колец, ограничиваемых центрами отверстий 30 выпуска текучей среды, равны. В контексте настоящего документа термин «по существу», когда он используется как модифицирующий термин «равно кольцеобразно», означает, что площади теоретических концентрических колец отличаются менее чем на 1 процент для любых двух колец.

В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения, когда рассеиватель 10 теоретически разделен на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных в первой выбранной кольцевой области, может составлять до 25, до 10, до 5 или до 1 процента суммарной площади всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных по меньшей мере в одной, по меньшей мере в двух или по меньшей мере в трех оставшихся кольцевых областях. Другими словами по меньшей мере две, по меньшей мере три или все четыре кольцевые области могут иметь суммарную площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, которая составляет до 25, до 10, до 5 или до 1 процента одна от другой. Кроме того, когда рассеиватель 10 теоретически разделен на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных в самой дальней от центра области может составлять до 25, до 10, до 5 или до 1 процента суммарной площади всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных в наиболее близкой к центру области. Кроме того, когда рассеиватель 10 теоретически разделен на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных в самой дальней от центра области может составлять до 25, до 10, до 5 или до 1 процента суммарной площади всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных во внутренне-промежуточной области. Кроме того, когда рассеиватель 10 теоретически разделен на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных в самой дальней от центра области может составлять до 25, до 10, до 5 или до 1 процента суммарной площади всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных во внешне-промежуточной области. Кроме того, когда рассеиватель 10 теоретически разделен на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных в наиболее близкой к центру области может составлять до 25, до 10, до 5 или до 1 процента суммарной площади всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных во внутренне-промежуточной области. Кроме того, когда рассеиватель 10 теоретически разделен на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных в наиболее близкой к центру области может составлять до 25, до 10, до 5 или до 1 процента суммарной площади всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных во внешне-промежуточной области.

Кроме того, когда рассеиватель 10 теоретически разделен на четыре кольцевых области равной площади, суммарная площадь всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных во внутренне-промежуточной области, может составлять до 25, до 10, до 5 или до 1 процента суммарной площади всех отверстий 30 выпуска текучей среды, расположенных во внешне-промежуточной области. Следует понимать, что, если граница теоретической кольцевой области делит пополам отверстие 30 выпуска текучей среды, то каждая часть разделенного отверстия 30 выпуска текучей среды учитывается только в суммарной площади отверстий выпуска текучей среды той соответствующей кольцевой области, в которой эта часть находится.

В различных вариантах осуществления изобретения отверстия 30 выпуска текучей среды могут быть круглыми или, по существу, круглыми. Кроме того, отверстия 30 выпуска текучей среды могут иметь средний диаметр от примерно 0,5 до примерно 2,0 мм, от примерно 0,6 до примерно 1,8 мм, от примерно 0,7 до примерно 1,6 мм или от примерно 0,8 до примерно 1,4 мм. Кроме того, в различных вариантах осуществления изобретения все отверстия 30 выпуска текучей среды могут быть, по существу, одинакового размера с отклонением от среднего диаметра менее 0,5 мм, менее 0,3 мм, менее 0,1 мм или менее 0,05 мм между любыми двумя отверстиями 30 выпуска текучей среды.

В различных вариантах осуществления изобретения по меньшей мере часть отверстий 30 выпуска текучей среды может быть расположена так, что при нормальных условиях они выпускают текучую среду вниз. В контексте настоящего документа термин «вниз» означает любое направление под нижней, при нормальных условиях, стороной рассеивателя 10 в пределах 15° от вертикали.

В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения рассеиватель 10 может иметь общее пропускное сечение по меньшей мере 25 процентов, по меньшей мере 50 процентов или по меньшей мере 75 процентов. В контексте настоящего документа термин «пропускное сечение» означает всю горизонтальную площадь, занимаемую рассеивателем и ограничиваемую теоретическим периметром его самых дальних от центра точек минус доля площади, занимаемая трубами распределения текучей среды рассеивателя. Например, в отношении рассеивателя 10, общая горизонтальная площадь, занимаемая рассеивателем 10, определяется самыми дальними от центра концами труб 28 распределения текучей среды, тогда как общее пропускное сечение является суммой клинообразных открытых областей 40 между трубами 28 распределения текучей среды. Площадь открытых областей 40 измеряют на теоретической горизонтальной плоскости, проходящей через рассеиватель 10 на той высоте, где трубы 28 распределения текучей среды имеют максимальный горизонтальный диаметр. В различных вариантах осуществления изобретения рассеиватель 10 может иметь общее пропускное сечение в диапазоне от примерно 25 до примерно 99 процентов, в диапазоне от примерно 50 до примерно 95 процентов или в диапазоне от 75 до 90 процентов.

Рассеиватель 10 может иметь габаритные размеры, соответствующие его назначению при использовании в барботажном колонном реакторе. В одном или нескольких вариантах осуществления изобретения рассеиватель 10 может иметь максимальный диаметр по меньшей мере 0,5 метра, по меньшей мере 0,75 метра или по меньшей мере 1 метр. Кроме того, рассеиватель 10 может иметь максимальный диаметр в диапазоне от примерно 0,5 до примерно 6 метров, в диапазоне от примерно 0,75 до примерно 5 метров или в диапазоне от 1 до 4 метров. Кроме того, когда рассеиватель 10 установлен в реакционной зоне барботажного колонного реактора, такой как реакционная зона 24 барботажного колонного реактора 12, показанной на фиг. 1, рассеиватель 10 может иметь максимальный диаметр, составляющий по меньшей мере 90 процентов, по меньшей мере 95 процентов, по меньшей мере 96 процентов или по меньшей мере 97 процентов диаметра реакционной зоны на той высоте реакционной зоны, где находится рассеиватель 10. Высоту размещения рассеивателя 10 в реакционной зоне определяют с использованием центра массы рассеивателя 10. Центр массы рассеивателя 10 определяют только для рассеивателя, не учитывая другие элементы, такие как вертикальный элемент 32.

Снова обратимся к фиг. 1; как было указано, конструкция барботажного колонного реактора 12 может предусматривать противоточный контакт суспензии (например, суспензии очищенной терефталевой кислоты (РТА)) и газофазного потока (например, газофазного окислителя). Таким образом, в различных вариантах осуществления изобретения входное отверстие 18 для суспензии барботажного колонного реактора 12 может быть расположено так, чтобы подача суспензии осуществлялась в области, составляющей при нормальных условиях самое большое 50 процентов, при нормальных условиях - 30 процентов, при нормальных условиях - 20 процентов или при нормальных условиях - 10 процентов от реакционной зоны 24 барботажного колонного реактора 12. Кроме того, в различных вариантах осуществления изобретения рассеиватель 10 может быть расположен в области самых нижних, при нормальных условиях, 30 процентов, самых нижних, при нормальных условиях, 20 процентов или самых нижних, при нормальных условиях, 10 процентов реакционной зоны 24 барботажного колонного реактора 12.

В