應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，所述反應(yīng)器通過降溫管路連接換熱器，換熱器設(shè)有主流道和分流管路，所述主流道連接至少一組陶瓷膜過濾器，分流管路連接反應(yīng)器形成回路，陶瓷膜過濾器的出料口端設(shè)有回流管路和出料管路，所述回流管路連接反應(yīng)器；陶瓷膜過濾器通過出料管路連接清液罐，所述清液罐設(shè)有連通管路和排出管路，連通管路連接反沖洗罐，排出管路連接后續(xù)處理裝置，反沖洗罐通過反沖洗管路連接陶瓷膜過濾器。本實用新型的有益效果在于：解決了目前傳統(tǒng)技術(shù)的分離效率低，現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)量大、生產(chǎn)成本高的問題。
【專利說明】應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及催化劑回收裝置及其工藝，具體地說，特別涉及到一種應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在石油化工、精細(xì)化工、制藥、輕工、環(huán)保等行業(yè)也越來越多涉及到微米及納米級的固體催化劑，可以大大提高反應(yīng)速率，降低催化劑用量，在反應(yīng)完成后需要分離回收此催化劑，但是給分離帶來難度。在分子篩催化劑生產(chǎn)過程中，水洗工段產(chǎn)生大量的含催化劑工業(yè)廢水。目前國內(nèi)多采用自然沉降法回收催化劑，但是由于顆粒粒徑小，導(dǎo)致沉降設(shè)備占地面積大、效率低、回收不完全，使得分子篩大量流失。傳統(tǒng)沉降法已經(jīng)不適用；而以濾布為過濾介質(zhì)的各類過濾技術(shù)，分離效率很低，過濾質(zhì)量難以保證；采用超濾離心機(jī)對固含量較低的溶液其分離效率極低。
[0003]使用膜分離技術(shù)是新型的分離技術(shù)，分離微米及納米級催化劑主要是微濾(MF)技術(shù)和超濾(UF)技術(shù)。由于高分子材料的性能所限，應(yīng)用范圍窄，而無機(jī)膜具有高機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性等特點，特別適合在化學(xué)工業(yè)、石油化工等高溫、腐蝕的環(huán)境下工作。
[0004]使用無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)回收催化劑有以下幾個優(yōu)點:耐高溫、耐有機(jī)溶劑、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，可以在大多數(shù)反應(yīng)中使用；反應(yīng)產(chǎn)物中催化劑含量極少，提高產(chǎn)品品質(zhì)；催化劑損失低，降低成本；可實現(xiàn)全密閉的自動化連續(xù)生產(chǎn)。
[0005]目前使用的膜催化劑過濾工藝主要采用錯流過濾方式，需要較大的循環(huán)量以保證錯流膜面流速。而在反應(yīng)過程中催化劑含量一般都較低，大量循環(huán)造成的能耗高，生產(chǎn)成本上升。同時，大量循環(huán)使得催化劑碰撞碎裂，造成催化劑損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于提供一種應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，大通道膜管能夠耐受一定厚度的濾餅而不至快速堵塞，并且濾餅容易通過正沖洗或反沖洗去除，不需要大功率泵提供大循環(huán)量，降低能耗。
[0007]本實用新型所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0008]應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置及工藝，它包括反應(yīng)器、換熱器、大通道垂直流膜過濾器、清液罐和反沖洗罐；
[0009]所述反應(yīng)器的出料口端通過反應(yīng)器出料管路連接換熱器，所述換熱器的出料口端設(shè)有膜裝置進(jìn)料管路和回流管路，所述膜裝置進(jìn)料管路通過分配管連接至少一組大通道垂直流過濾器，所述回流管路連接反應(yīng)器形成回路，大通道垂直流過濾器的出料口端設(shè)有濃縮液出料管路，所述濃縮液出料管路連接反應(yīng)器；
[0010]所述大通道垂直流膜過濾器通過清液出料管路連接清液罐，所述清液罐的出料端口設(shè)有反沖液補(bǔ)充管路和清液罐出料管路，所述反沖液補(bǔ)充管路連接反沖洗罐，所述清液罐出料管路連接后續(xù)處理裝置，所述反沖洗罐通過反沖洗管路連接大通道垂直流膜過濾器。
[0011]在本實用新型的一個實施例中，所述大通道垂直流膜過濾器包括罐體和設(shè)置于罐體內(nèi)的分離元件，所述分離元件為陶瓷細(xì)管或大通道陶瓷膜管，所述陶瓷細(xì)管的膜表面孔徑10納米-30微米，所述大通道陶瓷膜管的膜管通道直徑為4-30毫米。
[0012]在本實用新型的一個實施例中，所述回流管路、膜裝置進(jìn)料管路、濃縮液出料管路、清液出料管路、反沖液補(bǔ)充管路、清液罐出料管路均設(shè)有用于控制流量大小的調(diào)節(jié)閥門，所述反應(yīng)器出料管路和反沖液補(bǔ)充管路設(shè)有動力泵。
[0013]在本實用新型的一個實施例中，所述清液罐和反沖洗罐的上端均設(shè)有排氣口，清液罐和反沖洗罐的下端均設(shè)有排污口。
[0014]在本實用新型的一個實施例中，所述清液罐和反沖洗罐設(shè)有用于調(diào)節(jié)罐內(nèi)氣壓的加壓口。
[0015]在本實用新型的一個實施例中，所述反應(yīng)器、反應(yīng)器出料管路、換熱器和膜裝置進(jìn)料管路組成正沖清洗系統(tǒng)；所述清液罐、反沖液補(bǔ)充管路、反沖洗罐和反沖洗管路組成反沖清洗系統(tǒng)。
[0016]應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜工藝，它包括如下步驟:
[0017]I)反應(yīng)物和催化劑在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)得到含催化劑的產(chǎn)物，然后將所述生成物和催化劑通過換熱器進(jìn)行降溫處理，再將降溫后的產(chǎn)物和催化進(jìn)送入大通道垂直流膜過濾器進(jìn)行過濾處理，得到產(chǎn)物清液和催化劑濃液；
[0018]2)所述催化劑濃縮液通過濃縮液出料管路回到反應(yīng)器中重新參加反應(yīng)，所述產(chǎn)物清液通過清液出料管路存儲于清液罐內(nèi)，清液罐內(nèi)的清液送入后續(xù)處理裝置進(jìn)行后處理。
[0019]在本實用新型的一個實施例中，所述催化劑濃液中催化劑的濃度為1%_30%。
[0020]在本實用新型的一個實施例中，所述沖洗操作進(jìn)一步包括正沖洗工藝和反沖洗工藝;
[0021]所述反沖洗工藝的步驟如下:
[0022]反沖洗罐通過動力泵抽取存儲于清液罐內(nèi)的生成物清液，并通過加壓口使得生成物清液具有0.5MPa的壓強(qiáng)，反沖洗罐中的生成物清液進(jìn)入大通道垂直流膜過濾器，通過反沖去除沉積在分離元件表面的催化劑固體顆粒；
[0023]所述正沖洗工藝的步驟如下:
[0024]打開濃縮液出口管路閥門，使得反應(yīng)液在大通道垂直流表面形成一定的剪切力，對分離元件進(jìn)行直接沖洗，使得催化劑濃液和反應(yīng)器中的液體濃度保持一致。
[0025]本實用新型的有益效果在于:解決了目前傳統(tǒng)技術(shù)的分離效率低，現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)量大、生產(chǎn)成本高的問題。本實用新型采用單元模塊自動反沖洗或采用物料沖洗的方式間歇過濾。優(yōu)點是自動反沖洗采用過濾的清液進(jìn)行膜管再生，或采用物料直接沖洗進(jìn)行膜管再生，系統(tǒng)中不需要引進(jìn)其他物料，回收的催化劑可以集中回收直接回反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)或者去催化劑再生。采用間歇的方式過濾避免了大量循環(huán)，降低生產(chǎn)耗能，節(jié)約生產(chǎn)成本。多個單元模塊組合可以使得催化劑過濾在連續(xù)密閉的情況下過濾，生產(chǎn)過程穩(wěn)定、安全、高效?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型所述的應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中:100、反應(yīng)器；110、反應(yīng)器出料管路；200、換熱器；220、回流管路；210、膜裝
置進(jìn)料管路；300、大通道垂直流膜裝置；310、清液出料管路；320、回流管路；400、清液罐；410、反沖液補(bǔ)充管路；420清液罐出料管路；500、反沖罐；510、反沖罐管路。
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進(jìn)一步闡述本實用新型。
[0029]如圖1所示，本實用新型所述的超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，它主要包括用于制取目標(biāo)生成物的反應(yīng)器100、用于降溫處理的換熱器200、用于分離催化劑和生成物的大通道垂直流膜過濾器300、存儲生成物的清液罐400和實現(xiàn)反沖洗工藝的反沖洗罐500。
[0030]本實用新型中的大通道垂直流膜過濾器300可以為I個，也可以為多個，當(dāng)為多個時采用并聯(lián)安裝方式，大通道垂直流膜過濾器300的數(shù)量根據(jù)處理量的不同來設(shè)定，處理量越大個數(shù)越多。
[0031]反應(yīng)器100設(shè)有進(jìn)料口、出料口、回流口和分流口。進(jìn)料口用于添加參加反應(yīng)的物料和催化劑。反應(yīng)器100的出料口通過反應(yīng)器出料管路110連接換熱器200，所述換熱器200的出料口端設(shè)有膜裝置進(jìn)料管路210和回流管路220，所述膜裝置進(jìn)料管路210通過緩沖罐連接至少一組大通道垂直流膜過濾器300。
[0032]反應(yīng)器100、反應(yīng)器出料管路110、換熱器200和膜裝置進(jìn)料管路210組成正沖清洗系統(tǒng)，可將反應(yīng)器100中的物料導(dǎo)入大通道垂直流膜過濾器300中，從而實現(xiàn)正清洗工藝。
[0033]回流管路220連接反應(yīng)器100的分流口形成回路，該回路用于調(diào)節(jié)膜裝置進(jìn)料管路210的流量大小，當(dāng)主流道中的流量過大時,一部分液體通過回路返回反應(yīng)器100 ;大通道垂直流膜過濾器300的出料口端設(shè)有回流管路320和清液出料管路310，所述回流管路320連接反應(yīng)器100的回流口，用于將分離出來的催化器濃液送回反應(yīng)器100。
[0034]大通道垂直流膜過濾器300包括罐體和設(shè)置于罐體內(nèi)的分離元件，所述分離元件一般為陶瓷細(xì)管或大通道陶瓷膜管，所述陶瓷細(xì)管的膜表面孔徑10納米-30微米，所述大通道陶瓷膜管的膜管通道直徑為4-30毫米，經(jīng)生產(chǎn)檢驗，采用上述兩種規(guī)格的分離元件的效果較好，也能滿足絕大部分產(chǎn)品的需求。值得注意的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可根據(jù)實際需要采用其他規(guī)格的分離元件，本實用新型在此不做具體限定。
[0035]大通道垂直流膜過濾器300設(shè)有進(jìn)料口、催化劑回流口和清液排出口，所述進(jìn)料口連接膜裝置進(jìn)料管路210，用于從頂部將冷卻完畢的物料送入大通道垂直流膜過濾器300的內(nèi)部。催化劑回流口通過回流管路320連接反應(yīng)器100，用于將分離出來的催化器濃液送回反應(yīng)器100。清液排出口連接清液出料管路310，用于將分離出來的生成物清液送入清液罐400。
[0036]清液罐400設(shè)有進(jìn)料口，清液排出口、反沖洗出口、排氣口和排污口。所述進(jìn)料口連接清液出料管路310，用于將大通道垂直流膜過濾器300中的生成物清液導(dǎo)入清液罐400中。清液排出口連接有清液罐出料管路420，清液罐出料管路420的出口端可以連接后續(xù)處理裝置，生成物清液在后續(xù)處理裝置中通過后續(xù)工藝制取目標(biāo)產(chǎn)物。反沖洗出口通過反沖液補(bǔ)充管路410連接反沖洗罐500，能將存儲于清液罐400中的生成物清液導(dǎo)入反沖洗罐500中，反沖洗罐500通過反沖罐路510連接大通道垂直流膜過濾器300。
[0037]清液罐400、反沖液補(bǔ)充管路410、反沖洗罐500和反沖罐路510組成反沖清洗系統(tǒng)，能將清液罐400中的清液導(dǎo)入大通道垂直流膜過濾器300中，實現(xiàn)對大通道垂直流膜過濾器300反沖洗工藝。
[0038]尤其需要指出的是，反應(yīng)器出料管路110、膜裝置進(jìn)料管路210、回流管路220、回流管路320、清液出料管路310、反沖液補(bǔ)充管路410、清液罐出料管路420和反沖罐路510均設(shè)有用于控制流量大小的調(diào)節(jié)閥門，所述反應(yīng)器出料管路110和反沖液補(bǔ)充管路410設(shè)有動力泵。
[0039]在本實用新型的實施例中，所述清液罐400和反沖洗罐500的上端均設(shè)有排氣口，用于排出內(nèi)部的空氣。清液罐400和反沖洗罐500的下端均設(shè)有排污口，用于排出內(nèi)部多余的液體；清液罐400和反沖洗罐500設(shè)有用于調(diào)節(jié)罐內(nèi)氣壓的加壓口，使得清液罐400和反沖洗罐500排出的液體具備較高的壓強(qiáng)。
[0040]應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜工藝，它包括如下步驟:
[0041]I)反應(yīng)物和催化劑在反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)得到含催化劑的生成物，然后將所述生成物和催化劑送入換熱器內(nèi)進(jìn)行降溫處理，再將降溫完畢的生成物和催化進(jìn)送入陶瓷膜過濾器進(jìn)行過濾處理，得到生成物清液和催化劑濃液；
[0042]2)所述催化劑濃液通過回流管路回到反應(yīng)器中重新參加反映，所述生成物清液通過出料管路存儲于清液罐內(nèi)，清液罐內(nèi)的生成物清液用于沖洗操作或通過排出管路送入后續(xù)處理裝置，經(jīng)后續(xù)處理工藝得到目標(biāo)產(chǎn)物。
[0043]在本實用新型的一個實施例中，所述催化劑濃液中催化劑的濃度為1%_30%。
[0044]在本實用新型的一個實施例中，所述沖洗操作進(jìn)一步包括正沖洗工藝和反沖洗工藝;
[0045]所述反沖洗工藝的步驟如下:
[0046]反沖洗罐通過動力泵抽取存儲于清液罐內(nèi)的生成物清液，并通過加壓口使得生成物清液具有0.5MPa的壓強(qiáng)，反沖洗罐中的生成物清液進(jìn)入陶瓷膜過濾器，通過反沖去除沉積在分離元件表面的催化劑固體顆粒；
[0047]所述正沖洗工藝的步驟如下:
[0048]反應(yīng)器中的反應(yīng)物和催化劑混合液通過依次經(jīng)過降溫管路、換熱器和主流道到達(dá)陶瓷膜過濾器，對分離元件進(jìn)行直接沖洗，使得催化劑濃液和反應(yīng)器中的液體濃度保持一致。
[0049]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，其特征在于，它包括反應(yīng)器、換熱器、大通道垂直流膜過濾器、清液罐和反沖洗罐； 所述反應(yīng)器的出料口端通過反應(yīng)器出料管路連接換熱器，所述換熱器的出料口端設(shè)有膜裝置進(jìn)料管路和回流管路，所述膜裝置進(jìn)料管路通過分配管連接至少一組大通道垂直流過濾器，所述回流管路連接反應(yīng)器形成回路，大通道垂直流膜過濾器的出料口端設(shè)有濃縮液出料管路，所述濃縮液出料管路連接反應(yīng)器； 所述大通道垂直流膜過濾器通過清液出料管路連接清液罐，所述清液罐的出料端口設(shè)有反沖液補(bǔ)充管路和清液罐出料管路，所述反沖洗補(bǔ)充管路連接反沖洗罐，所述清液罐出料管路連接后續(xù)處理裝置，所述反沖洗罐通過反沖洗管路連接大通道垂直流膜過濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，其特征在于，所述大通道垂直流膜過濾器包括罐體和設(shè)置于罐體內(nèi)的分離元件，所述分離元件為陶瓷細(xì)管或大通道陶瓷膜管，所述陶瓷細(xì)管的膜表面孔徑10納米-30微米，所述大通道陶瓷膜管的膜管通道直徑為4-30毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，其特征在于，所述回流管路、膜裝置進(jìn)料管路、濃縮液出料管路、清液出料管路、反沖液補(bǔ)充管路、清液罐出料管路均設(shè)有用于控制流量大小的調(diào)節(jié)閥門，所述反應(yīng)器出料管路和反沖液補(bǔ)充管路設(shè)有動力泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，其特征在于，所述清液罐和反沖洗罐的上端均設(shè)有排氣口，清液罐和反沖洗罐的下端均設(shè)有排污□。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，其特征在于，所述清液罐和反沖洗罐設(shè)有用于調(diào)節(jié)罐內(nèi)氣壓的加壓口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于超細(xì)固體催化劑回收的大通道垂直流膜裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器、反應(yīng)器出料管路、換熱器和膜裝置進(jìn)料管路組成正沖清洗系統(tǒng)；所述清液罐、反沖液補(bǔ)充管路、反沖洗罐和反沖洗管路組成反沖清洗系統(tǒng)。
【文檔編號】B01D17/00GK203379637SQ201320386612
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月29日
【發(fā)明者】楊積志, 李海波, 單祥雷 申請人:上海安賜機(jī)械設(shè)備有限公司