1、側(cè)鏈氯化

    1.1 連續(xù)光催化氯化

    精制的甲苯經(jīng)預(yù)熱器加熱至80℃以上，進(jìn)入塔式反應(yīng)器的中部，在光照或催化劑存在下定量地與塔底進(jìn)入的干燥無(wú)氧的氯氣匯合形成逆向?qū)α鳎�反�?yīng)溫度90-110℃。生成的副產(chǎn)物氯化氫用水吸收得工業(yè)鹽酸。當(dāng)氯化液相對(duì)密度為1.0時(shí)，甲苯單程轉(zhuǎn)化率不超過50%，此時(shí)產(chǎn)物中n(一氯甲苯)：n(二氯甲苯)=10:1，無(wú)三氯甲苯存在。粗品經(jīng)粗餾、精餾，即得成品，總收率按甲苯計(jì)可達(dá)90%。

    該法生產(chǎn)能力大，氯氣利用率高，產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好。美國(guó)、日本及歐洲國(guó)家大多采用此法進(jìn)行側(cè)鏈氯化反應(yīng)，我國(guó)也有不少?gòu)S家改用此法進(jìn)行生產(chǎn)。

    1.2 氯化精餾法

    近年來(lái)，國(guó)內(nèi)許多廠家開展了連續(xù)氯化精餾法生產(chǎn)一氯甲苯的研究，已取得階段性成果。氯化精餾是將普通精餾塔的精餾段改為光催化甲苯氣相氯化反應(yīng)段，連續(xù)氣相氯化。反應(yīng)液直接進(jìn)入位于反應(yīng)段下的提餾段進(jìn)行直接精餾，一氯甲苯從塔底部流出。n(回流液)：n(甲苯)=15-20:1，一氯甲苯的選擇性可達(dá)98%以上，產(chǎn)品純度高于98%，二氯甲苯含量<1%。該工藝無(wú)需洗滌過程，無(wú)廢水產(chǎn)生，殘液也很少。

    1.3 間歇液相光催化氯化

    側(cè)鏈氯化反應(yīng)器安裝有攪拌器，以使物料混合更加均勻。反應(yīng)器的光源安裝在反應(yīng)器上部的視鏡上，光源可用白熾燈或高壓汞燈。
    
    2、氧化

    對(duì)苯二甲酸是位居三大合成纖維首位的聚酯纖維的基本生產(chǎn)原料，產(chǎn)量及制造方法進(jìn)展都較快，現(xiàn)在日本的生產(chǎn)能力約為70萬(wàn)t/a，生產(chǎn)工藝是在重金屬鹽催化劑存在下，由對(duì)二甲苯在醋酸中通入空氣進(jìn)行液相氧化，制得高純度的對(duì)苯二甲酸。利用該工藝生產(chǎn)的對(duì)苯二甲酸不需要經(jīng)過粗品精制工序，僅依靠氧化反應(yīng)即可在工業(yè)上制得高純度、高白度的聚合級(jí)對(duì)苯二甲酸。這種簡(jiǎn)便的制造方法得益于如下兩點(diǎn)：①在對(duì)二甲苯氧化反應(yīng)中采用了強(qiáng)制性和高選擇性的催化；②精確地控制氧化條件，并且改進(jìn)了氣、液、固系攪拌反應(yīng)器中3相的接觸效果。

    2.1 反應(yīng)原理

    對(duì)二甲苯→對(duì)甲基苯甲醛→對(duì)甲基苯甲酸→對(duì)醛基苯甲酸→對(duì)苯二甲酸

    2.2 工藝流程

    在一定的溫度、壓力下，向反應(yīng)器加入一定比例對(duì)二甲苯和催化劑(鈷-錳-溴)的醋酸溶液，從反應(yīng)器的底部送入壓縮空氣，在充分?jǐn)嚢柘逻M(jìn)行氧化反應(yīng)。反應(yīng)生成的對(duì)苯二甲酸難溶于醋酸，大部分析出成漿狀。生成的漿狀物料以一定比例從反應(yīng)器底部抽出送至晶析槽，在晶析槽內(nèi)充分析出結(jié)晶后，供給離心機(jī)分離為對(duì)苯二甲酸和母液，分離后的對(duì)苯二甲酸經(jīng)過干燥制得成品，平均粒徑100-300μm。反應(yīng)母液在蒸發(fā)塔內(nèi)蒸出反應(yīng)生成水，醋酸和催化劑分別回收以后循環(huán)套用。

     2.3 反應(yīng)器 
     2.4 操作過程

     反應(yīng)器投入運(yùn)行時(shí)，先分別裝入原料對(duì)二甲苯、醋酸、催化劑，吹入空氣進(jìn)行間歇式氧化反應(yīng)，逐漸演變成裝入醋酸和催化劑，連續(xù)送入一定量的原料對(duì)二甲苯，同時(shí)吹入空氣進(jìn)行半連續(xù)式反應(yīng)。再逐步過渡到連續(xù)反應(yīng)操作。反應(yīng)是在氣-液間進(jìn)行的，生成物為固體，反應(yīng)體系包括氣、液、固3相。而未反應(yīng)的原料難免直接抽出反應(yīng)器，所以必需使用晶析槽的再氧化或特殊設(shè)計(jì)的反應(yīng)器。

    該氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)放熱量較大，能使大量的溶劑蒸發(fā)，所以必須在反應(yīng)器頂部設(shè)置冷卻器，采用冷凝-環(huán)流冷凝式傳熱方式。利用反應(yīng)熱可以在冷卻器發(fā)生水蒸汽。

    為制造高純度的對(duì)苯二甲酸，分散原料對(duì)二甲苯時(shí)需采用強(qiáng)力攪拌(1.8kW/m3)，攪拌器為多槳式。為防止擴(kuò)大反應(yīng)器規(guī)模而降低對(duì)二甲苯的分散度，可用增加多個(gè)對(duì)二甲苯供給噴嘴及其他分散供給的方式進(jìn)料。

    隨著反應(yīng)的進(jìn)行而體系會(huì)生成較多的水，醋酸的氧化分解也會(huì)生成水，這些過量水的存在會(huì)抑制氧化反應(yīng)，需要在反應(yīng)器上部安裝高壓蒸餾塔除水。

    處理腐蝕性很大的溴及醋酸，一般要采用高級(jí)耐腐蝕材料，反應(yīng)器是鈦材或加鈦襯里。

    在漿料輸送上，漿的濃度在20%-40%比較適宜。為防止吹入空氣量與醋酸及對(duì)二甲苯形成爆炸混合氣體，實(shí)際生產(chǎn)是靠檢測(cè)廢氣濃度來(lái)控制的。

    3、重氮化、偶合

    3.1 連續(xù)式重氮化裝置

    汽巴公司發(fā)明了用極性電壓方法控制連續(xù)重氮化過程中亞硝酸鹽加入速度的探測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一對(duì)鉑電極組成，可以自動(dòng)控制重氮化的終點(diǎn)和反應(yīng)溫度。

    反應(yīng)器4中的溫度由一個(gè)循環(huán)裝置控制，該循環(huán)裝置由泵13通過外部熱交換器14。熱交換器14中的冷卻介質(zhì)是來(lái)自制冷系統(tǒng)的鹽水，鹽水的流動(dòng)由溫度指示計(jì)-控制器23控制，控制閥為15。反應(yīng)物料由反應(yīng)器4通過粗過濾器16，溢流到反應(yīng)器5，以使沒有反應(yīng)的粒子留在反應(yīng)器4中。重氮化反應(yīng)在帶有夾套的反應(yīng)器5中完成。這里的亞硝酸鈉溶液由貯槽3通過閥門17，以反應(yīng)中亞硝酸鹽稍過量的速度加入。其控制方法與反應(yīng)器4相同。反應(yīng)器5的冷卻是用冷凍鹽水，通過閥門18和溫度指示計(jì)-控制器24控制。

    重氮化液由反應(yīng)器5用泵19輸送到澄清過濾器20和21，隨后到貯槽22。反應(yīng)器5的液高度用液位指示器-控制器25來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)液位太低時(shí)，打開閥門26，讓溶液流到反應(yīng)器中；當(dāng)液位達(dá)到允許高度以上時(shí)，控制器關(guān)閉閥門26，則溶液通過過濾器進(jìn)入貯槽22中。

    3.2 連續(xù)式偶合裝置

    赫斯特公司發(fā)明的連續(xù)式偶合裝置很有實(shí)用價(jià)值。偶合組分由反應(yīng)器底部成垂直層狀流入，重氮液通過器壁上幾個(gè)入口加入，反應(yīng)終點(diǎn)用電位測(cè)定法自動(dòng)控制，工藝裝置見圖9(略)。

    把帶有攪拌器1中的偶合組分懸浮液，用泵2連續(xù)輸送到帶有夾套的立式圓筒偶合反應(yīng)器3中，同時(shí)用泵5經(jīng)管4通過反應(yīng)器壁3個(gè)入口加重氮液。為了保持反應(yīng)器3中的pH值，由貯槽6用泵7，在與重氮鹽入口相反的方向通過3個(gè)入口加入氫氧化鈉溶液。加入的重氮鹽量是從底部入口到頂部入口逐漸減少�？刂谱钌戏郊恿峡诘募恿狭縿偤眠_(dá)到偶合反應(yīng)化學(xué)計(jì)算量的終點(diǎn)，并用電位測(cè)定儀控制終點(diǎn)。制得的成品從反應(yīng)器3頂部流向帶有夾套的8和9貯槽中。由導(dǎo)管10，11按需要加入添加物進(jìn)行必要的后處理。貯槽8與反應(yīng)器3之間用法蘭連接，可以延長(zhǎng)或縮短二者之間的距離，從而改變偶合反應(yīng)的滯留時(shí)間，以適用于不同的偶合反應(yīng)速度。

    3.3 重氮化、偶合反應(yīng)設(shè)備的材質(zhì)

    在重氮化、偶合反應(yīng)設(shè)備中常采用鋼制襯里和搪瓷材料來(lái)制造。鋼制設(shè)備的襯里最好用輝綠巖板和耐酸陶瓷板砌成的復(fù)合襯里。用瓷板襯里也是很成功的，但在強(qiáng)度和耐久性方面比復(fù)合襯里差，因?yàn)榇砂迮c膠泥的接合力差。但瓷板也有優(yōu)點(diǎn)，即襯里面光滑，易于洗去附著在設(shè)備中的物料，耐磨度較好，不怕撞擊。因此瓷板襯里多用于固體顆粒的物料，和會(huì)因攪拌而造成對(duì)襯里磨損的物料。

    設(shè)備的連接處，特別是鍋蓋與鍋體的法蘭連接處，是易受腐蝕的部位。保護(hù)這些部位使之不受侵蝕性介質(zhì)的腐蝕，可以使用鉛、聚四氟乙烯、法奧立特、聚異丁烯等來(lái)防護(hù)。但是所有上述的材料，必須在同樣的侵蝕性介質(zhì)中進(jìn)行耐腐蝕試驗(yàn)，并取得合格證明后，才宜使用。

    有的重氮化設(shè)備，如上述一些連續(xù)化生產(chǎn)裝置可以采用搪瓷設(shè)備，反應(yīng)物料的冷卻可以用從冷凍裝置送來(lái)的冷凍鹽水，經(jīng)設(shè)備夾套進(jìn)行冷卻。搪瓷設(shè)備最薄弱的部位是進(jìn)、出料口，管口表面搪瓷較多，并易受損傷。在實(shí)際操作中重氮化設(shè)備的損傷部位是用法奧立特來(lái)修補(bǔ)的。損傷處應(yīng)預(yù)先清洗干凈，并涂以酚醛清漆。若設(shè)備損傷處是小塊的，用法奧立特修補(bǔ)，可以用紅外線燈加熱聚合法奧立特，聚合的時(shí)間為10-18h，聚合結(jié)果很好。