利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置及工艺，属于碳酸甲乙酯合成技术领域。本发明专利技术用于解决现有技术反应物流体与催化剂接触时间短和催化剂活性降低后更换不方便技术问题，利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，包括：外壳，所述外壳顶部安装有进料管，外壳的底部中心固接有竖管，竖管的一侧底部套接有出料管，所述竖管与出料管上均安装有电磁阀。本发明专利技术的固定床反应器不仅有效的增加了反应物流体与催化剂的接触时间，降低了固定床中流体压降，还方便将固体床中的催化剂排出到固定床的外部，并防止催化剂在固定床中大量残留，降低了操作人员的劳动强度，方便对固定床中催化剂进行更换。对固定床中催化剂进行更换。对固定床中催化剂进行更换。

【技术实现步骤摘要】
利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置及工艺


[0001]本专利技术涉及碳酸甲乙酯合成
，具体涉及利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置及工艺。

技术介绍

[0002]碳酸甲乙酯是一种无色透明液体有机化合物，不溶于水，可用于有机合成，是一种优良的锂离子电池电解液的溶剂，并随着锂离子电池的不断发展，碳酸甲乙酯的用量也不断的增加。
[0003]现有技术中通常采用固定床反应器，利用固体碱催化剂催化乙醇与碳酸二甲酯酯交换合成碳酸甲乙酯，反应过程中反应原料轴向流经固定床与催化剂的接触时间有一定限制，不宜过长短而引发反应不完全，为避免反应原料与催化剂接触时间短反应不完全，通常会在固定床上设置折流板，但是折流板的设置往往会导致流体阻力变大，固定床流体压降不符合工艺系统的要求，催化剂活性随着使用时间的增加，其活性会慢慢衰弱，在催化剂活性降低至最低限度之后，需要对催化剂进行更换，由于传统的固定床的底部通常是一个完整的支撑结构，催化剂更换时通常需要操作人员从人孔进入对催化剂进行更换，催化剂更换操作劳动强度较大，催化剂更换操作较为繁杂。
[0004]针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置及工艺，用于解决现有技术中为提高反应物流体与催化剂接触的时间，在固定床上设置折流板会增加流体阻力，导致固定床的流体压降增大，无法满足工艺系统的要求和催化剂在活性降低后，对催化剂进行更换时，操作人员的劳动强度大，催化剂更换操作繁杂的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，包括：
[0008]外壳，所述外壳顶部安装有进料管，外壳的底部中心固接有竖管，竖管的一侧底部套接有出料管，所述竖管与出料管上均安装有电磁阀；
[0009]内衬，所述内衬的外壁与外壳的内壁固接，所述内衬的内侧转动安装有中心管，所述中心管的外部套设有螺旋状结构的引导板，所述引导板上设有与中心管相互配合的温控机构；
[0010]多个支撑板，多个所述支撑板均位于内衬的下方，且多个支撑板相互远离的一端均与外壳的内侧壁铰接；
[0011]驱动组件，所述驱动组件包括安装在中心管正下方的螺纹柱和安装在外壳内侧用于驱动螺纹柱转动的驱动机构，所述螺纹柱通过用于调节多个支撑板启闭的衔接机构与多个支撑板相配合。
[0012]进一步的，所述中心管的内侧套接有套管，套管的上下两端分别与中心管的顶部
内壁与底部内壁固接，所述中心管的顶部转动安装有与其内部相互连通的顶环，所述顶环的外壁固接有多个横杆与进液管，多个横杆远离顶环的一端均与外壳的内侧壁固接，所述中心管的顶部套接有与套管相连通的回液管，所述进液管与回液管远离中心管的一端均延伸至外壳的外部。
[0013]进一步的，所述引导板上开设有多个沿外壳直径方向设置的换热槽，所述换热槽的内侧固接有分隔板一，所述换热槽经分隔板一分隔成进液腔室与回液腔室，其中，进液腔室与回液腔室远离中心管的一端相互连通，进液腔室与回液腔室的另一端均固接有连接管，其中一个所述连接管延伸至中心管与套管之间，另一个所述连接管延伸至套管的内侧。
[0014]进一步的，所述引导板的顶部固接有多个延伸套，多个所述延伸套分别位于多个换热槽的正上方，所述延伸套的内侧固接有竖直设置的分隔板二，所述延伸套经分隔板二分隔成两个顶部相互连通的储液腔室，两个储液腔室的底部均开设有连通孔，其中，两个连通孔分别与进液腔室与回液腔室相连通。
[0015]进一步的，所述中心管的底部开设有收容孔，所述收容孔的内侧滑动安装有连接块，收容孔的顶部内壁固接有多个限位柱，连接块的顶部开设有多个与限位柱相配合的限位孔，所述螺纹柱的顶部延伸至收容孔的内侧并与连接块的底部固接。
[0016]进一步的，所述衔接机构包括螺纹套设在螺纹柱外部的升降环，所述升降环的外壁固接有多个导向杆，多个导向杆分别与多个支撑板对应设置，多个所述导向杆的外部均滑动套设有衔接环，多个所述衔接环的顶部分别与多个支撑板相互靠近的一端底部铰接。
[0017]进一步的，所述驱动机构包括固接在外壳内侧底部的横杆，所述横杆上开设有安装槽，所述安装槽的内侧转动安装有相互啮合的锥齿环与锥齿轮，所述螺纹柱的底部延伸至锥齿环的内侧并与其螺纹连接，所述外壳的外部安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端安装有传动轴，所述传动轴的另一端延伸至安装槽的内侧、并与锥齿轮传动连接。
[0018]进一步的，所述竖管的内侧转动安装有输料桨，所述输料桨的顶部延伸至安装槽的内侧并与螺纹柱的底部固接。
[0019]利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的工艺，包括以下操作步骤：
[0020]S1、多个支撑板靠近合拢，将内衬的底部封闭，向内衬中从上向下依次填充陶瓷球层一、催化剂层与陶瓷球层二，陶瓷球层一、催化剂层与陶瓷球层二构成催化剂床层，陶瓷球层一与陶瓷球层二的厚度均为20
‑
40cm，且组成陶瓷球层一与陶瓷球层二的陶瓷球的直径均为13mm；
[0021]S2、将换热介质从进液管导入，对催化剂层进行加热后，从回液管流出，控制换热介质的温度为90
‑
95℃；
[0022]S3、将碳酸二甲酯与无水乙醇按照摩尔比1.5:1混合，加入到外壳中，反应原料在内衬中与催化剂接触反应，反应后汇集在外壳的内侧底部，并从出料管排出；
[0023]S5、更换催化剂时，驱动电机驱动螺纹柱顺时针转动，经过衔接机构传动，带动多个支撑板相互分离展开，在升降环的底部与横杆的顶部抵接时，螺纹柱继续顺时针转动，限位孔与限位柱对接，从而驱动中心管与输料桨做顺时针转动，将催化剂输送到外壳的外部；
[0024]S6、驱动电机驱动螺纹柱逆时针转动，升降环向上运动，推动多个支撑板相互靠近合拢。
[0025]进一步的，催化剂的制备包括以下操作步骤：
[0026]A1、按重量份称取碳酸钾10份和水200份，加入到烧杯中，搅拌溶解，得到碳酸钾水溶液；
[0027]A2、按重量风称取氧化锌20份、三氧化二铝60份、分子筛110份，加入到粉碎机中，粉碎，过80目筛网后，将其加入到盛放有碳酸钾水溶液的烧杯中，拌合50min，加入到挤出造粒机中挤出造粒，得到直径为20
‑
25mm的球状颗粒；
[0028]A3、将挤出的球状颗粒放置到75℃的干燥箱，干燥得到颗粒，将干燥的颗粒放置到马弗炉中，设置温度为600℃，焙烧4.5h，降温至室温，将其从马弗炉中取出，得到催化剂。
[0029]本专利技术具备下述有益效果：
[0030]1、本专利技术中固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，通过内衬、引导板、中心管相互配合，在固定床反应器高度不变的情况下，有效的延长了反应原理在固定床反应器与催化剂接触的时间，并相当于传统的折流板设计，降低了流体在固定床反应器中流动阻力，降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，包括：外壳(1)，所述外壳(1)顶部安装有进料管(101)，外壳(1)的底部中心固接有竖管(102)，竖管(102)的一侧底部套接有出料管(103)，所述竖管(102)与出料管(103)上均安装有电磁阀；内衬(2)，所述内衬(2)的外壁与外壳(1)的内壁固接，所述内衬(2)的内侧转动安装有中心管(3)，所述中心管(3)的外部套设有螺旋状结构的引导板(4)，所述引导板(4)上设有与中心管(3)相互配合的温控机构；多个支撑板(5)，多个所述支撑板(5)均位于内衬(2)的下方，且多个支撑板(5)相互远离的一端均与外壳(1)的内侧壁铰接；驱动组件，所述驱动组件包括安装在中心管(3)正下方的螺纹柱(6)和安装在外壳(1)内侧用于驱动螺纹柱(6)转动的驱动机构，所述螺纹柱(6)通过用于调节多个支撑板(5)启闭的衔接机构与多个支撑板(5)相配合。2.根据权利要求1所述的利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，所述中心管(3)的内侧套接有套管(301)，套管(301)的上下两端分别与中心管(3)的顶部内壁与底部内壁固接，所述中心管(3)的顶部转动安装有与其内部相互连通的顶环(302)，所述顶环(302)的外壁固接有多个横杆与进液管(303)，多个横杆远离顶环(302)的一端均与外壳(1)的内侧壁固接，所述中心管(3)的顶部套接有与套管(301)相连通的回液管(304)，所述进液管(303)与回液管(304)远离中心管(3)的一端均延伸至外壳(1)的外部。3.根据权利要求2所述的利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，所述引导板(4)上开设有多个沿外壳(1)直径方向设置的换热槽(401)，所述换热槽(401)的内侧固接有分隔板一(402)，所述换热槽(401)经分隔板一(402)分隔成进液腔室与回液腔室，其中，进液腔室与回液腔室远离中心管(3)的一端相互连通，进液腔室与回液腔室的另一端均固接有连接管(403)，其中一个所述连接管(403)延伸至中心管(3)与套管(301)之间，另一个所述连接管(403)延伸至套管(301)的内侧。4.根据权利要求3所述的利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，所述引导板(4)的顶部固接有多个延伸套(8)，多个所述延伸套(8)分别位于多个换热槽(401)的正上方，所述延伸套(8)的内侧固接有竖直设置的分隔板二(801)，所述延伸套(8)经分隔板二(801)分隔成两个顶部相互连通的储液腔室，两个储液腔室的底部均开设有连通孔(802)，其中，两个连通孔(802)分别与进液腔室与回液腔室相连通。5.根据权利要求1所述的利用固定床反应器催化合成碳酸甲乙酯的装置，其特征在于，所述中心管(3)的底部开设有收容孔(701)，所述收容孔(701)的内侧滑动安装有连接块(703)，收容孔(701)的顶部内壁固接有多个限位柱(702)，连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂珍，汤娴，徐利林，殷芳喜，熊志，方诒胜，
申请(专利权)人：铜陵金泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：