酯化反應(yīng)酸性催化單元的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供酯化反應(yīng)酸性催化單元，在升氣管的頂部設(shè)置有封蓋板，升氣管管壁的下端固定設(shè)置有第一支撐板和第二支撐板，第一支撐板設(shè)置在第二支撐板的上方，且兩者均與水平方向平行；升氣管管壁和第一支撐板之間形成安裝槽，催化劑載體固定設(shè)置在安裝槽中，在升氣管上下兩端設(shè)置有單元支撐板，在下單元支撐板底部設(shè)置有汽化裝置，汽化裝置頂端與液體下落槽底端對應(yīng)設(shè)置，汽化裝置用于將冷凝下來的液態(tài)反應(yīng)物再次汽化繼續(xù)酯化反應(yīng)。本實(shí)用新型的有益效果是提高酸性催化的效率的同時提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，避免了反應(yīng)物的浪費(fèi)，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
【專利說明】
酯化反應(yīng)酸性催化單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及化工催化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種酯化反應(yīng)酸性催化單
J L ο
【背景技術(shù)】
[0002]氯乙酸異辛酯是一種重要的化工中間產(chǎn)品，在現(xiàn)在化工行業(yè)發(fā)展的大趨勢之下，越來越凸顯其作為中間產(chǎn)品的重要性，在氯乙酸異辛酯的制備工藝中，往往采用濃酸作催化劑，甲苯作帶水劑，以氯乙酸和異辛醇為原料進(jìn)行酯化。以近年來的主要研究方向是改進(jìn)催化劑的性能，解決原有工藝廢水廢氣及對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等問題，應(yīng)用而生的固載超強(qiáng)酸是其中比較好的一種催化劑，但這類催化劑生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高，限制了其使用，如何在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上充分利用發(fā)揮酸性催化的優(yōu)勢，成為研究熱點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，針對現(xiàn)有固載超強(qiáng)酸(酸性樹脂)的使用問題提供了一種酯化反應(yīng)酸性催化單元，在酯化反應(yīng)中以充分發(fā)揮酸性催化的優(yōu)勢。
[0004]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0005]酯化反應(yīng)酸性催化單元，包括上單元支撐板，下單元支撐板，封蓋板，升氣管，催化劑載體，安裝槽，升氣管管壁，第一支撐板和第二支撐板，在升氣管的頂部設(shè)置有封蓋板，升氣管管壁的下端固定設(shè)置有第一支撐板和第二支撐板，所述第一支撐板設(shè)置在第二支撐板的上方，且兩者均與水平方向平行;所述升氣管管壁和第一支撐板之間形成安裝槽，所述催化劑載體固定設(shè)置在安裝槽中；催化劑載體固定設(shè)置在第一支撐板的上表面上;在第一支撐板上均勻設(shè)置篩孔，在第二支撐板上均勻設(shè)置漏孔;在第一支撐板和第二支撐板之間的升氣管管壁上均勻設(shè)置有側(cè)孔;催化劑載體包括催化劑層，催化劑承載板，氣通孔和催化劑豎直固定板，其中沿催化劑豎直固定板的豎直方向上均勻固定設(shè)置催化劑承載板，在相鄰兩個催化劑承載板之間填充催化劑層，所述催化劑承載板上均勻設(shè)置氣通孔，并在氣通孔中設(shè)置過濾網(wǎng)，在所述升氣管頂端設(shè)置有所述上單元支撐板，在所述升氣管底端設(shè)置有所述下單元支撐板；
[0006]在所述上單元支撐板上設(shè)置有冷凝裝置，且在所述升氣管內(nèi)與所述下單元支撐板上設(shè)置有液體下落槽，所述液體下落槽用于冷凝液體下滑至所述下單元支撐板底部，所述冷凝裝置包括冷凝管、冷凝管槽、冷凝循環(huán)栗、冷凝溫度傳感器以及進(jìn)液閥門，所述冷凝管槽設(shè)置在所述上單元支撐板上，所述冷凝管設(shè)置在所述冷凝槽內(nèi)，所述冷凝管通過所述進(jìn)液閥門與所述冷凝液循環(huán)栗相連，所述冷凝溫度傳感器設(shè)置在所述封蓋板上，所述冷凝溫度傳感器的輸出端與所述進(jìn)液閥門相連；
[0007]在所述下單元支撐板底部設(shè)置有汽化裝置，所述汽化裝置頂端與所述液體下落槽底端對應(yīng)設(shè)置，所述汽化裝置用于將冷凝下來的液態(tài)反應(yīng)物再次汽化繼續(xù)酯化反應(yīng)，所述汽化裝置包括加熱槽、加熱絲以及汽化溫度傳感器，所述加熱槽設(shè)置在所述下單元支撐板底部，所述加熱絲設(shè)置在所述加熱槽內(nèi)，所述加熱絲通過加熱導(dǎo)線與加熱電源相連，所述汽化溫度傳感器設(shè)置在所述下單元支撐板上，所述汽化溫度傳感器的輸出端與所述加熱電源的開關(guān)相連。
[0008]所述封蓋板采用“V”型結(jié)構(gòu)，所述封蓋板與水平方向的夾角為10-20°，所述封蓋板一端與所述液體下落槽頂端相連。
[0009]所述冷凝管兩端為等徑直管，所述冷凝管中間部分為波紋管，所述冷凝管外表面均勻設(shè)置有外螺紋，所述冷凝管中設(shè)置有用于支撐所述冷凝管的折流板，所述外螺紋上設(shè)置有至少一條從所述波紋管上至下貫通的缺口。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果為:利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行催化反應(yīng)，將催化劑(酸性樹脂)填充在催化劑承載板之間以形成催化劑層，并將催化劑載體固定在安裝槽中，在氣液兩相物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)時，通過側(cè)孔、漏孔、篩孔和氣通孔以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的充分接觸和反應(yīng)，以提高酸性催化的效率，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便;在封蓋板和催化劑載體之上設(shè)置有冷凝裝置，通過冷凝裝置的冷凝作用，將未反應(yīng)完全的氣態(tài)反應(yīng)物進(jìn)行冷凝，使其變?yōu)橐簯B(tài)，順著封蓋板流下，流到設(shè)置在升氣管內(nèi)的液體下落槽中，從而下落至酸性催化單元的底端，從而循環(huán)汽化和酯化反應(yīng)的過程，這樣做提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，避免了反應(yīng)物的浪費(fèi);冷凝管內(nèi)側(cè)設(shè)置為正弦波狀，冷卻水在管內(nèi)流動，使流體在低速下即受到強(qiáng)烈擾動，達(dá)到湍流狀態(tài)，有著全面的沖刷作用，介質(zhì)沉淀機(jī)會少，結(jié)垢比較困難，較好地解決了冷凝管易結(jié)垢的問題；同時介質(zhì)流體在湍流狀態(tài)下，使冷凝管的傳熱系數(shù)提高，由于冷凝管內(nèi)側(cè)為正弦波狀，正弦波狀為彈性結(jié)構(gòu)，均勻過渡，減少了工作應(yīng)力，沒有加工應(yīng)力集中，解決了應(yīng)力腐蝕問題，增加了使用壽命，冷凝管外表面設(shè)置有外螺紋，刺破制冷劑液膜，使其迅速形成小滴珠，提高了冷凝管熱交換效率;在液體下落槽底端設(shè)置有汽化裝置，通過汽化裝置對冷凝下來的未反應(yīng)的氣態(tài)反應(yīng)物再次進(jìn)行加熱汽化，從而使其繼續(xù)進(jìn)行酯化反應(yīng)，從而減少了將未反應(yīng)的物質(zhì)導(dǎo)出催化單元后再次汽化后再輸入催化單元的過程，減少了外部汽化的過程，直接在催化單元內(nèi)部即可完成再次汽化的過程，同時加熱絲的設(shè)置也能夠有效地保證酯化反應(yīng)所需要的溫度，不會由于外界溫度過低從而導(dǎo)致酯化反應(yīng)反應(yīng)速率降低。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型中冷凝管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中:I為封蓋板，2為升氣管，3為催化劑載體，4為安裝槽，5為升氣管管壁，6為第一支撐板，7為第二支撐板，8為上單元支撐板，9為液體下落槽，10為冷凝管，11為冷凝管槽，12為溫度傳感器，13為進(jìn)液閥門，14為等徑直管，15為波紋管，16為加熱槽，17為加熱絲，18為汽化溫度傳感器，19為下單元支撐板。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面通過具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。
[0015]如圖1和圖2所示，其中，I為封蓋板，2為升氣管，3為催化劑載體，4為安裝槽，5為升氣管管壁，6為第一支撐板，7為第二支撐板，8為上單元支撐板，9為液體下落槽，10為冷凝管，11為冷凝管槽，12為溫度傳感器，13為進(jìn)液閥門，14為等徑直管，15為波紋管，16為加熱槽，17為加熱絲，18為汽化溫度傳感器，19為下單元支撐板。
[0016]酯化反應(yīng)酸性催化單元，包括上單元支撐板，下單元支撐板，封蓋板，升氣管，催化劑載體，安裝槽，升氣管管壁，第一支撐板和第二支撐板，在升氣管的頂部設(shè)置有封蓋板，升氣管管壁的下端固定設(shè)置有第一支撐板和第二支撐板，第一支撐板設(shè)置在第二支撐板的上方，且兩者均與水平方向平行;升氣管管壁和第一支撐板之間形成安裝槽，催化劑載體固定設(shè)置在安裝槽中；催化劑載體固定設(shè)置在第一支撐板的上表面上;在第一支撐板上均勻設(shè)置篩孔，在第二支撐板上均勻設(shè)置漏孔;在第一支撐板和第二支撐板之間的升氣管管壁上均勻設(shè)置有側(cè)孔;催化劑載體包括催化劑層，催化劑承載板，氣通孔和催化劑豎直固定板，其中沿催化劑豎直固定板的豎直方向上均勻固定設(shè)置催化劑承載板，在相鄰兩個催化劑承載板之間填充催化劑層，催化劑承載板上均勻設(shè)置氣通孔，并在氣通孔中設(shè)置過濾網(wǎng)，在升氣管頂端設(shè)置有上單元支撐板，在升氣管底端設(shè)置有下單元支撐板；
[0017]在上單元支撐板上設(shè)置有冷凝裝置，且在升氣管內(nèi)與下單元支撐板上設(shè)置有液體下落槽，液體下落槽用于冷凝液體下滑至下單元支撐板底部，冷凝裝置包括冷凝管、冷凝管槽、冷凝循環(huán)栗、冷凝溫度傳感器以及進(jìn)液閥門，冷凝管槽設(shè)置在上單元支撐板上，冷凝管設(shè)置在冷凝槽內(nèi)，冷凝管通過進(jìn)液閥門與冷凝液循環(huán)栗相連，冷凝溫度傳感器設(shè)置在封蓋板上，冷凝溫度傳感器的輸出端與進(jìn)液閥門相連；
[0018]在下單元支撐板底部設(shè)置有汽化裝置，汽化裝置頂端與液體下落槽底端對應(yīng)設(shè)置，汽化裝置用于將冷凝下來的液態(tài)反應(yīng)物再次汽化繼續(xù)酯化反應(yīng)，汽化裝置包括加熱槽、加熱絲以及汽化溫度傳感器，加熱槽設(shè)置在下單元支撐板底部，加熱絲設(shè)置在加熱槽內(nèi)，加熱絲通過加熱導(dǎo)線與加熱電源相連，汽化溫度傳感器設(shè)置在下單元支撐板上，汽化溫度傳感器的輸出端與加熱電源的開關(guān)相連。
[0019]封蓋板采用“V”型結(jié)構(gòu)，封蓋板與水平方向的夾角為10-20°，封蓋板一端與液體下落槽頂端相連。
[0020]冷凝管兩端為等徑直管，冷凝管中間部分為波紋管，冷凝管外表面均勻設(shè)置有外螺紋，冷凝管中設(shè)置有用于支撐冷凝管的折流板，外螺紋上設(shè)置有至少一條從波紋管上至下貫通的缺口。
[0021]利用本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行催化反應(yīng)，將催化劑(酸性樹脂)填充在催化劑承載板之間以形成催化劑層，并將催化劑載體固定在安裝槽中，在氣液兩相物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)時，通過側(cè)孔、漏孔、篩孔和氣通孔以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的充分接觸和反應(yīng)，以提高酸性催化的效率，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便;在封蓋板和催化劑載體之上設(shè)置有冷凝裝置，通過冷凝裝置的冷凝作用，將未反應(yīng)完全的氣態(tài)反應(yīng)物進(jìn)行冷凝，使其變?yōu)橐簯B(tài)，順著封蓋板流下，流到設(shè)置在升氣管內(nèi)的液體下落槽中，從而下落至酸性催化單元的底端，從而循環(huán)汽化和酯化反應(yīng)的過程，這樣做提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，避免了反應(yīng)物的浪費(fèi);冷凝管內(nèi)側(cè)設(shè)置為正弦波狀，冷卻水在管內(nèi)流動，使流體在低速下即受到強(qiáng)烈擾動，達(dá)到湍流狀態(tài)，有著全面的沖刷作用，介質(zhì)沉淀機(jī)會少，結(jié)垢比較困難，較好地解決了冷凝管易結(jié)垢的問題；同時介質(zhì)流體在湍流狀態(tài)下，使冷凝管的傳熱系數(shù)提高，由于冷凝管內(nèi)側(cè)為正弦波狀，正弦波狀為彈性結(jié)構(gòu)，均勻過渡，減少了工作應(yīng)力，沒有加工應(yīng)力集中，解決了應(yīng)力腐蝕問題，增加了使用壽命，冷凝管外表面設(shè)置有外螺紋，刺破制冷劑液膜，使其迅速形成小滴珠，提高了冷凝管熱交換效率;在液體下落槽底端設(shè)置有汽化裝置，通過汽化裝置對冷凝下來的未反應(yīng)的氣態(tài)反應(yīng)物再次進(jìn)行加熱汽化，從而使其繼續(xù)進(jìn)行酯化反應(yīng)，從而減少了將未反應(yīng)的物質(zhì)導(dǎo)出催化單元后再次汽化后再輸入催化單元的過程，減少了外部汽化的過程，直接在催化單元內(nèi)部即可完成再次汽化的過程，同時加熱絲的設(shè)置也能夠有效地保證酯化反應(yīng)所需要的溫度，不會由于外界溫度過低從而導(dǎo)致酯化反應(yīng)反應(yīng)速率降低。
[0022]以上對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.酯化反應(yīng)酸性催化單元，其特征在于:包括上單元支撐板，下單元支撐板，封蓋板，升氣管，催化劑載體，安裝槽，升氣管管壁，第一支撐板和第二支撐板，在升氣管的頂部設(shè)置有封蓋板，升氣管管壁的下端固定設(shè)置有第一支撐板和第二支撐板，所述第一支撐板設(shè)置在第二支撐板的上方，且兩者均與水平方向平行;所述升氣管管壁和第一支撐板之間形成安裝槽，所述催化劑載體固定設(shè)置在安裝槽中；催化劑載體固定設(shè)置在第一支撐板的上表面上;在第一支撐板上均勻設(shè)置篩孔，在第二支撐板上均勻設(shè)置漏孔;在第一支撐板和第二支撐板之間的升氣管管壁上均勻設(shè)置有側(cè)孔;催化劑載體包括催化劑層，催化劑承載板，氣通孔和催化劑豎直固定板，其中沿催化劑豎直固定板的豎直方向上均勻固定設(shè)置催化劑承載板，在相鄰兩個催化劑承載板之間填充催化劑層，所述催化劑承載板上均勻設(shè)置氣通孔，并在氣通孔中設(shè)置過濾網(wǎng)，在所述升氣管頂端設(shè)置有所述上單元支撐板，在所述升氣管底端設(shè)置有所述下單元支撐板； 在所述上單元支撐板上設(shè)置有冷凝裝置，且在所述升氣管內(nèi)與所述下單元支撐板上設(shè)置有液體下落槽，所述液體下落槽用于冷凝液體下滑至所述下單元支撐板底部，所述冷凝裝置包括冷凝管、冷凝管槽、冷凝循環(huán)栗、冷凝溫度傳感器以及進(jìn)液閥門，所述冷凝管槽設(shè)置在所述上單元支撐板上，所述冷凝管設(shè)置在所述冷凝管槽內(nèi)，所述冷凝管通過所述進(jìn)液閥門與所述冷凝液循環(huán)栗相連，所述冷凝溫度傳感器設(shè)置在所述封蓋板上，所述冷凝溫度傳感器的輸出端與所述進(jìn)液閥門相連； 在所述下單元支撐板底部設(shè)置有汽化裝置，所述汽化裝置頂端與所述液體下落槽底端對應(yīng)設(shè)置，所述汽化裝置用于將冷凝下來的液態(tài)反應(yīng)物再次汽化繼續(xù)酯化反應(yīng)，所述汽化裝置包括加熱槽、加熱絲以及汽化溫度傳感器，所述加熱槽設(shè)置在所述下單元支撐板底部，所述加熱絲設(shè)置在所述加熱槽內(nèi)，所述加熱絲通過加熱導(dǎo)線與加熱電源相連，所述汽化溫度傳感器設(shè)置在所述下單元支撐板上，所述汽化溫度傳感器的輸出端與所述加熱電源的開關(guān)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯化反應(yīng)酸性催化單元，其特征在于:所述封蓋板采用“V”型結(jié)構(gòu)，所述封蓋板與水平方向的夾角為10-20°，所述封蓋板一端與所述液體下落槽頂端相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酯化反應(yīng)酸性催化單元，其特征在于:所述冷凝管兩端為等徑直管，所述冷凝管中間部分為波紋管，所述冷凝管外表面均勻設(shè)置有外螺紋，所述冷凝管中設(shè)置有用于支撐所述冷凝管的折流板，所述外螺紋上設(shè)置有至少一條從所述波紋管上至下貫通的缺口。
【文檔編號】B01J8/02GK205462144SQ201521046049
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年12月14日
【發(fā)明人】楊龍
【申請人】天津匯康源科技有限公司