CN111097511A - 一种sapo-34分子筛催化剂生产装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种SAPO‑34分子筛催化剂生产装置，其解决了分子筛催化剂精度低和模板剂回收利用低的技术问题，其设有溶解反应机构、分液回收机构和喷雾干燥机构，溶解反应机构设有溶解罐和反应釜，分液回收机构设有分液罐、减压蒸馏罐和模板剂回收罐，分液罐设有分液口、进气口、界面液位传感器和弹性气囊，分液罐分液口连接模板剂回收罐，分液罐的底部连接减压蒸馏罐，减压蒸馏罐连接研磨器，研磨器内装研磨盘；喷雾干燥机构设有缓冲罐、喷雾干燥器和旋风除尘器，研磨器连接缓冲罐，缓冲罐连接喷雾干燥器，喷雾干燥器连接旋风除尘器，旋风除尘器设有两个，分别为第一旋风除尘器和第二旋风除尘器。本发明可广泛应用于SAPO‑34分子筛催化剂生产设备领域。
Description
技术领域
本发明涉及SAPO-34分子筛催化剂生产设备领域，具体地说是一种 SAPO-34分子筛催化剂生产装置。
背景技术
MTO(Methanol to Olefin)是指由甲醇制取低碳烯烃(乙烯和丙烯) 的工艺技术。其工艺流程为在合适的操作条件下，以甲醇为原料，选取适宜的催化剂，在固定床或者流化床反应器中通过甲醇脱水制取烯烃。作为业界内公认的、好的催化剂，SAPO-34硅铝磷分子筛(含Si、Al、P 和O)具有某些有机分子大小的结构，是MTO工艺的关键。
SAPO-34分子筛催化剂制备的工艺步骤是：1)初始凝胶的制备：在溶解罐内将硅源、磷源、铝源和去离子水按照一定比例和顺序混合，添加少量助剂对其改性，并对其进行充分搅拌；2)将上述初始凝胶封入反应釜内，加入模板剂，将反应釜升温至130-230℃环境下净化；3)配料研磨：按照一定配比将计算量的分子筛和助剂在配料罐中循环研磨打浆；4)喷雾干燥：研磨后的物料经离心雾化盘及包含该雾化盘的离心式喷雾干燥机造粒制得催化剂半成品后，将催化剂半成品在焙烧炉中以一定温度和时间进行焙烧、活化得催化剂成品。现实生产中，分子筛的收率过低导致SAPO-34分子筛催化剂精度不高，且生产过程中的模板剂回收利用率低。
发明内容
本发明就是为了解决上述背景技术的问题，提供了一种SAPO-34分子筛催化剂生产精度高和模板剂回收再利用的SAPO-34分子筛催化剂生产装置。
为此，本发明提供了一种SAPO-34分子筛催化剂生产装置，设有溶解反应机构、分液回收机构和喷雾干燥机构，溶解反应机构设有溶解罐和反应釜，溶解罐上方设有搅拌电机，搅拌电机设有搅拌轴，搅拌轴上设有转速传感器，搅拌轴上交错分布搅拌叶片，搅拌轴的底部设有弧形叶片，溶解罐连接反应釜，反应釜的侧壁上设有模板剂加入管，反应釜内设有加热元件和温度传感器；分液回收机构设有分液罐、减压蒸馏罐和模板剂回收罐，分液罐设有分液口、进气口、界面液位传感器和弹性气囊，弹性气囊的进气端设有密封组件，界面液位传感器设有感应连杆和浮球；分液罐分液口连接模板剂回收罐；分液罐的底部设有出液管，出液管连接减压蒸馏罐，减压蒸馏罐连接研磨器，研磨器内装研磨盘；喷雾干燥机构设有缓冲罐、喷雾干燥器和旋风除尘器，研磨器连接缓冲罐，缓冲罐连接喷雾干燥器，喷雾干燥器连接旋风除尘器，旋风除尘器设有两个，分别为第一旋风除尘器和第二旋风除尘器。
优选地，溶解罐外设有加热套，溶液罐内部设有粘度传感器。
优选地，进气口设有压缩气管，压缩气管通过三通阀与压缩机、排气管连接，三通阀与压缩机之间设有电磁阀。
优选地，模板剂回收罐的一侧设有回收罐出料管，回收罐出料管通过连通管路连接反应釜的模板剂加入管。
优选地，减压蒸馏罐设有进料主管，进料主管连接喷淋装置，喷淋装置设有进料支管，进料支管上设有液体喷头。
优选地，减压蒸馏罐顶部连接第一真空泵，减压蒸馏罐侧端设有第一出料管，第一出料管连接模板剂回收罐。
优选地，研磨盘下方设有电动机，研磨器内设有助剂加入管，研磨器的顶部设有排出管路，排出管路上设有第二真空泵。
优选地，第一旋风除尘器内设有第一中心管，第一中心管的下方设有第一吸收罩，第一旋风除尘器底部设有第一接料槽。
优选地，第二旋风除尘器内设有第二中心管，第二中心管下方设有第二吸收罩，第二旋风除尘器底部设有第二接料槽，第二旋风除尘器的第二中心管通过连通管路连接回收箱。
本发明的有益效果为：
(1)本发明设有分液回收机构，分液回收机构设有分液罐、减压蒸馏罐和模板剂回收罐，分液罐设有弹性气囊，不需要等待分液，也不需要后期处理。配合界面液位传感器调整分液层至分液口，弹性气囊与罐壁之间设有密封组件，确保密封效果。分液罐利用常温下模板剂与水不相溶原理，通过物理分层分离模板剂，对残存于浆液中的模板剂用减压蒸馏去除，活性组分的收率可达65％-75％。
(2)通过分液罐和减压蒸馏罐分离出的模板剂存于回收罐，分离出的模板剂含水量低于10％，可以用于反应釜内模板剂再利用，提高了模板剂的利用率。
(3)减压蒸馏罐内设有喷淋装置，在喷淋过程中料液形成大量小液滴，从而形成的蒸发面远远大于静止或搅拌状态的物料，缩短了蒸发分离时间，降低了真空系统的耗能。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
附图标记：
1.溶解罐；11.搅拌电机；12.搅拌轴；13.转速传感器；14.搅拌叶片；15.加热套；16.粘度传感器；17.弧形叶片；
2.反应釜；21.模板剂加入管；22.加热元件；23.温度传感器；
3.分液罐；31.界面液位传感器；311.感应连杆；312.浮球；32.密封组件；33.弹性气囊；34.电磁阀；35.压缩气管；36.三通阀；37.排气管；38.出液管；
4.模板剂回收罐；41.回收罐出料管；
5.减压蒸馏罐；51.进料主管；52.液体喷头；53.第一真空泵；54. 第一出料管；55.第二出料管；
6.研磨器；61.研磨盘；62.电动机；63.助剂加入管；64.排出管路； 65.第二真空泵；
7.缓冲罐；8.加热泵；
9.喷雾干燥器；91.第一风机；92.第一旋风除尘器；93.第二旋风除尘器；94.第一中心管；95.第一吸收罩；96.第一接料槽；97.第二风机；98.第二接料槽；99.第二中心管；100.第二吸收罩；101.回收箱。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本发明。
本发明提供了一种SAPO-34分子筛催化剂生产装置，如图1所示，依次设有溶解反应机构、分液回收机构和喷雾干燥机构。
溶解反应机构设有溶解罐1和反应釜2，溶解罐1上方设有搅拌电机 11，搅拌电机11设有搅拌轴12，搅拌轴12上设有转速传感器13，用于控制搅拌电机11的转速。搅拌轴12上交错分布搅拌叶片14，用于均匀搅拌溶液。搅拌轴的底部还设有弧形叶片17，用于搅拌底部溶液。溶解罐外设有加热套15，用于给溶解罐1加热。溶液罐1内部设有粘度传感器16，用于感应溶液的粘度。当溶液粘度符合标准时，搅拌轴12将停止转动。
溶解罐1连接反应釜2，反应釜2的侧壁上设有模板剂加入管21，反应釜2内设有加热元件22和温度传感器23。
溶解反应机构连接分液回收机构，分液回收机构设有分液罐3、减压蒸馏罐5和模板剂回收罐4。分液罐3设有分液罐3上方并伸入到分液罐 3内部的界面液位传感器31和设在分液罐3内部的弹性气囊33。弹性气囊33代替补充水，避免净水资源的浪费，实现了分液作用。弹性气囊33 的进气端通过密封组件32与进气口连接，增强了密封效果。进气口连接有压缩气管35，压缩气管35通过三通阀36与压缩机、排气管37连接，三通阀36与压缩机之间设有电磁阀34。界面液位传感器31包括感应连杆311、套设在感应连杆上的浮球312。当界面液位传感器31到达指定数值时，即浮球低于分液口时，由控制器控制电磁阀34关闭停止向弹性气囊33内送风，维持分液罐3内界面稳定，完成分液。分液完成后，切换三通阀36，将弹性气囊33气体排出。
分液罐3分液口连接模板剂回收罐4。模板剂回收罐4的一侧设有回收罐出料管41，回收罐出料管41通过连通管路连接反应釜的模板剂加入管21，将未反应的模板剂回收再利用，达到节省资源的目的。
分液罐3的底部设有出液管38，出液管38连接减压蒸馏罐5。减压蒸馏罐5设有进料主管51，进料主管51连接喷淋装置，所述喷淋装置设有进料支管(图中未标注)，进料支管上设有液体喷头52。在喷淋过程中料液形成大量小液滴，从而形成的蒸发面远远大于静止或搅拌状态的物料，缩短了蒸发分离时间，降低了真空系统的耗能。减压蒸馏罐5顶部连接第一真空泵53，用于对减压蒸馏罐5抽真空。减压蒸馏罐5侧端设有第一出料管54，第一出料管54连接模板剂回收罐4。减压蒸馏罐5底部设有第二出料管55，第二出料管55连接研磨器6。
研磨器6内装研磨盘61，研磨盘61下方设有电动机62，研磨器6 内设有助剂加入管63，助剂加入管63内盛放助剂，可使得分子筛均匀分布在浆液中，能够与载体材料充分粘结在一起，提高成品催化剂的耐磨强度。研磨器的顶部设有排出管路64，排出管路上设有第二真空泵65，可以排除料液内的气泡，提高催化剂的均匀度。
分离回收机构连接喷雾干燥机构，喷雾干燥机构设有缓冲罐7、喷雾干燥器9和旋风除尘器。研磨器6连接缓冲罐7，在研磨器6和缓冲罐7 之间设有加热泵8，通过加热泵8将料液输送至缓冲罐7中，再由缓冲罐 7将料液输送至喷雾干燥器9中，通过控制缓冲罐流量，能够保障料液输送的连续稳定性，从而保证喷雾干燥器9的喷雾均匀性，提高催化剂的产出率。
喷雾干燥器9的底部设有连通管路，连通管路连接第一风机91，第一风机91连接旋风除尘器，旋风除尘器设有两个，分别为第一旋风除尘器92和第二旋风除尘器93。第一旋风除尘器91内设有第一中心管94，第一中心管94的下方设有第一吸收罩95；第一旋风除尘器92底部设有第一接料槽96，用于承接催化剂粉末。第一旋风除尘器92的第一中心管 94向外延伸连接第二风机97，第二风机97连接第二旋风除尘器93，第二旋风除尘器93内设有第二中心管95，第二中心管下方设有第二吸收罩 100，第二旋风除尘器93底部设有第二接料槽98，用于承接第二旋风除尘器93内的催化剂粉末。第二旋风除尘器93的第二中心管99通过连通管路连接回收箱101，将尾气中的催化剂粉末进行回收利用。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种SAPO-34分子筛催化剂生产装置，设有溶解反应机构、分液回收机构和喷雾干燥机构，其特征是，所述溶解反应机构设有溶解罐和反应釜，所述溶解罐上方设有搅拌电机，所述搅拌电机设有搅拌轴，所述搅拌轴上设有转速传感器，所述搅拌轴上交错分布搅拌叶片，所述搅拌轴的底部设有弧形叶片，所述溶解罐连接反应釜，所述反应釜的侧壁上设有模板剂加入管，所述反应釜内设有加热元件和温度传感器；
所述分液回收机构设有分液罐、减压蒸馏罐和模板剂回收罐，所述分液罐设有分液口、进气口、界面液位传感器和弹性气囊，所述弹性气囊的进气端设有密封组件，所述界面液位传感器设有感应连杆和浮球，所述分液罐分液口连接模板剂回收罐，所述分液罐的底部设有出液管，所述出液管连接减压蒸馏罐，所述减压蒸馏罐连接研磨器，所述研磨器内设有研磨盘；
所述喷雾干燥机构设有缓冲罐、喷雾干燥器和旋风除尘器，所述研磨器连接缓冲罐，所述缓冲罐连接喷雾干燥器，所述喷雾干燥器连接旋风除尘器，所述旋风除尘器设有两个，分别为第一旋风除尘器和第二旋风除尘器。
2.根据权利要求1所述的SAPO-34分子筛催化剂生产装置，其特征在于，所述溶解罐外设有加热套，所述溶液罐内部设有粘度传感器。
3.根据权利要求1所述的MTO催化剂生产装置，其特征在于，所述进气口设有压缩气管，所述压缩气管通过三通阀与压缩机、排气管连接，所述三通阀与所述压缩机之间设有电磁阀。
4.根据权利要求1所述的SAPO-34分子筛催化剂生产装置，其特征在于，所述模板剂回收罐的一侧设有回收罐出料管，所述回收罐出料管通过连通管路连接反应釜的模板剂加入管。
5.根据权利要求1所述的SAPO-34分子筛催化剂生产装置，其特征在于，所述减压蒸馏罐设有进料主管，所述进料主管连接喷淋装置，所述喷淋装置设有进料支管，所述进料支管上设有液体喷头。
6.根据权利要求5所述的SAPO-34分子筛催化剂生产装置，其特征在于，所述减压蒸馏罐顶部连接第一真空泵，所述减压蒸馏罐侧端设有第一出料管，所述第一出料管连接模板剂回收罐。
7.根据权利要求1所述的SAPO-34分子筛催化剂生产装置，其特征在于，所述研磨盘下方设有电动机，所述研磨器内设有助剂加入管，所述研磨器的顶部设有排出管路，所述排出管路上设有第二真空泵。
8.根据权利要求1所述的SAPO-34分子筛催化剂生产装置，其特征在于，所述第一旋风除尘器内设有第一中心管，所述第一中心管的下方设有第一吸收罩，所述第一旋风除尘器底部设有第一接料槽。
9.根据权利要求1所述的SAPO-34分子筛催化剂生产装置，其特征在于，所述第二旋风除尘器内设有第二中心管，所述第二中心管下方设有第二吸收罩，所述第二旋风除尘器底部设有第二接料槽，所述第二旋风除尘器的第二中心管通过连通管路连接回收箱。
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