CN114850116B - 一种用于延长mtbe催化剂寿命的水洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，包括碱洗箱和醚化反应器，还包括过滤罐、水平位移机构、一级混合器、水洗罐和二级混合器，过滤罐内设有球形腔，过滤罐的上下两端分别设有进气口和出气口，球形腔内设有圆形滤网，一级混合器连接有进水管道，水洗罐上设有进料口和出料口，进料口通过进料管与一级混合器相连，二级混合器通过出料管与出料口相连，二级混合器上连接有注料管道，本装置的过滤罐通过牵引机构能够对沸石分子筛进行牵引，从而使沸石分子筛能够在过滤罐内的球形腔中进行旋转翻面，进而确保沸石分子筛的两面均能够面向过滤罐的进气口对气体杂质进行吸附，提高了沸石分子筛使用面积的利用率。

Description

一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体是涉及一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置。

背景技术

MTBE又称甲基叔丁基醚，是一种有机化合物，化学式为C₅H₁₂O，为无色透明液体，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚，主要用作汽油添加剂，具有优良的抗爆性，提高辛烷值，亦可裂解制得异丁烯。

目前，生产MTBE的方式多为通过碳四与甲醇混合后加入强酸性催化剂发生醚化反应产出其中，作为MTBE原料的碳四是一种无色可燃性气体，在化工企业通常通过催化裂化、蒸汽裂解等方式产出，但是通过上述方式产出的碳四原料中会含有较多的碱性杂质，如果不经过处理直接进行醚化反应，则会影响醚化反应中所添加的强酸性催化剂的活性，从而会影响MTBE的生产，进而导致MTBE的产量下降，现有的我国公告号为CN209612984U的中国专利公开了用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，其发明目的解决了碳四气体内含有碱性杂质的问题，但是还包含以下缺陷：

其一，用于去除碳四气体杂质的石英砂过滤器为常规的过滤器，一般这种过滤器内的滤芯多为固定结构，从而滤芯面对进气口的一侧会附着大量的杂质，而从背面的一侧通过的气体则为已经过滤纯净的气体，进而滤芯背面的一侧具有吸附效果但是利用不上，最终导致滤芯使用面积利用率低；

其二，其装置内的水洗罐在PH检测后需要定期更换水，非常的麻烦，并且当PH检测不合格时，未水洗罐体内的气体进行下一步的操作，是直接排出还是复洗没有提及；

所以针对上述存在的问题，有必要提供一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置来解决。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，包括碱洗箱和醚化反应器，还包括：

呈竖直设置的过滤罐，过滤罐内为封闭结构且中部设有一个球形腔，过滤罐的上下两端分别设有与球形腔相连通的进气口和出气口，球形腔内设有一个能够旋转的圆形滤网且圆形滤网的旋转轴向呈水平，碱洗箱设于过滤罐的上游，与过滤罐的进气口管道连接；

水平位移机构，设于过滤罐内且位于球形腔的下方，水平位移机构具有一个用于带动圆形滤网的一端往复摆动使得圆形滤网旋转翻面的水平移动端；

冷却装置，设于过滤罐的下游，冷却装置具有进气端和出气端，进气端与过滤罐的出气口管道连接；

一级混合器，设于冷却装置的下游，与冷却装置的出气端管道连接，一级混合器上连接有用于向其内注水的进水管道；

水洗罐，设于一级混合器的下游，水洗罐上设有进料口和出料口，进料口通过进料管与一级混合器相连；

二级混合器，设于水洗罐的下游，二级混合器通过出料管与出料口相连，二级混合器上连接有用于向其内注入甲醇原料的注料管道，醚化反应器设于二级混合器的下游，与二级混合器管道相连。

进一步的，冷却装置为一个冷却器，冷却器的进气端与过滤罐的出气口管道连接，出气端与一级混合器管道连接。

进一步的，水洗罐上设有与水洗罐管道连接的水循环泵，水循环泵的出水口处管道连接有一号三通阀，一号三通阀的下游设有与一号三通阀其中一个出水端管道连接的离心泵，离心泵的出水口通过循环管道与进水管道相连，一号三通阀的另外一个出水端连接有排水管道，一号三通阀与水循环泵出水口之间的管道连接处设有PH检测仪，PH检测仪用于检测从水循环泵排出的水体的酸碱度。

进一步的，出料管上设有二号三通阀，出料管与二号三通阀的其中一端相连，二级混合器与二号三通阀的另外一端管道连接，二号三通阀的剩下一端通过复洗管道与一级混合器相连。

进一步的，水洗罐上设有补水口，补水口上连接有用于向水洗罐内补水的补水管道。

进一步的，过滤罐包括两个能够沿竖直方向相向固定合成圆柱壳体的一号柱状壳体和二号柱状壳体，一号柱状壳体和二号柱状壳体的上下两端均为开口结构，二号柱状壳体位于一号柱状壳体的正下方且二号柱状壳体的上端与一号柱状壳体的下端相连通，一号柱状壳体内同轴固定设有一号通气管，二号柱状壳体内同轴固定设有二号通气管，一号通气管内成型有一个一号半球壳体，二号通气管道内成型有二号半球壳体，一号半球壳体和二号半球壳体能够随一号柱状壳体和二号柱状壳体相向固定后合成上述球形腔，一号半球壳体的顶部开设有通气口，通气口即为上述过滤罐的进气口，二号柱状壳体的上半部设有呈水平的出气管道，出气管道即为上述过滤罐的出气口，出气管道朝向二号柱状壳体内的一端穿过二号柱状壳体与二号半球壳体相连通，另一端伸出至二号柱状壳体外。

进一步的，圆形滤网包括：

环形卡盘，设于球形腔内，环形卡盘的外壁与球形腔的内壁相贴合；

两个旋转轴，二者沿环形卡盘的圆周方向呈180°对称，每个旋转轴的轴向均呈水平且均与环形卡盘的外壁固连，每个旋转轴的一端均向一侧水平穿过相向固定后的一号通气管与二号通气管，且均与过滤罐相轴接；

沸石分子筛，呈圆形，同轴固定设于环形卡盘内；

其中，环形卡盘的外壁上设有牵引机构，牵引机构位于环形卡盘与两个旋转轴之间的水平轴线的中心处相垂直的径向线上，牵引机构包括一个能够伸缩且与水平位移机构的水平移动端相连的牵引绳。

进一步的，牵引机构还包括：

转棍，呈水平状态，其两端均与环形卡盘的外壁相轴接，牵引绳缠绕于转棍上，牵引绳的一端与转棍固连，另一端下垂与水平位移机构的水平移动端相连；

与转棍共轴线的柱状发条盒，固定设于环形卡盘的外壁上且位于转棍其中一端的旁侧，柱状发条盒内同轴成型有一圈与柱状发条盒一端的内壁相间隔的环形挡板，环形挡板与柱状发条盒对应的内壁之间同轴设有一个卷状发条；

传动轴，与转棍的一端同轴固连，传动轴的另一端穿过发条盒与卷状发条位于其圆心处的一端相固连；

其中，二号半球壳体上开设有若干条避让通槽，若干条避让通槽用于避让转棍和柱状发条盒，二者与环形卡盘外壁相连部位的旋转，出气管道的正下方设有一个呈水平的支气管道，支气管道的一端与二号柱状壳体的下半部相连通，另一端与出气管道的伸出端相连通。

进一步的，水平位移机构包括：

柱状容纳壳，同轴固定设于二号柱状壳体的底部，柱形容纳壳的上端为开口结构，下端为封闭结构且柱形容纳壳的上端与二号柱状壳体的底部相连通，柱形容纳壳上端的开口结构同轴固定设有一个能够完全将其开口封闭的圆形挡板；

条形滑轨，呈水平状态，其两端分别通过两个竖直支架，架设于圆形挡板的顶部，条形滑轨内为空心状且轴接有若干个沿其长度方向均匀分布的导滑轮，每个导滑轮的轴向均与条形滑轨的长度方向垂直；

滑块，其内开设有一个与条形滑轨相配合且用于供滑块在条形滑轨上水平滑动的条形通槽，条形通槽上下两端的槽壁均与导滑轮的周壁相贴合，滑块的下端嵌设有一号强力磁铁，圆形挡板的顶部和底部分别成型有两个相对称且均与条形滑轨相平行的一号导滑凸台和二号导滑凸台，一号强力磁铁的底面与一号导滑凸台的顶面相贴合，牵引绳的下垂端与滑块的顶部固连，滑块即为上述水平位移机构的水平移动端；

丝杆滑台，呈水平固定设于柱状容纳壳内的底部，丝杆滑台中的滑台内嵌设有一个顶面与二号导滑凸台底面相贴合的二号强力磁铁；

其中，柱状容纳壳的外壁上设有一个用于驱动丝杆滑台的丝杆旋转的驱动机构。

进一步的，驱动机构包括：

风箱，呈圆柱形，轴向与丝杆滑台中的丝杆轴向一致，固定设于柱状容纳壳的外壁上，风箱的顶部连通有两个轴向均呈竖直的注气管，风箱底部开设有排气口；

驱动轴，呈水平状态，其一端与丝杆滑台的丝杆同轴固连，另一端水平穿过风箱且伸入风箱内，两个注气管关于驱动轴的轴向呈对称状态；

桨扇，与驱动轴伸入风箱内的一端同轴固连；

三号三通阀，设于风箱的上方，三号三通阀呈水平的两端分别与两个注气管的上端相连通。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：其一，本装置的过滤罐通过牵引机构能够对沸石分子筛进行牵引，从而使沸石分子筛能够在过滤罐内的球形腔中进行旋转翻面，进而确保了沸石分子筛的两面均能够面向过滤罐的进气口对气体杂质进行吸附，提高了沸石分子筛使用面积的利用率；其二，本装置加设了复洗管道，当PH值检测和达标时，水洗罐内的气体会通过复洗管道与进料管道合流，并再次通入水洗罐内进行复洗，直至PH值达标，最终通向醚化反应器内与甲醇进行化学反应生成MTBE。

附图说明

图1是实施例的流程图；

图2是实施例的过滤罐的立体结构示意图；

图3是图2所指A1的局部放大示意图；

图4是实施例的过滤罐的俯视图；

图5是图4沿A-A线的剖视图；

图6是图5所指A2的局部放大示意图；

图7是图5所指A3的局部放大示意图；

图8是图5所指A4的局部放大示意图；

图9是实施例的滑块和条形滑轨的俯视图；

图10是图9沿B-B线的剖视图；

图11是实施例的一号柱状壳体与一号通气管的立体结构分解图；

图12是实施例的二号柱状壳体、二号通气管和柱状容纳壳的立体结构分解图；

图13是实施例的圆形滤网的立体结构分解图；

图14是图13所指A5的局部放大示意图；

图15是实施例的驱动机构的正视图；

图16是图15沿C-C线的剖视图；

图17是实施例的牵引机构的俯视图；

图18是图17沿D-D线的剖视图；

图19是图18所指A6的局部放大示意图。

图中标号为：1、碱洗箱；2、醚化反应器；3、球形腔；4、一级混合器；5、进水管道；6、水洗罐；7、进料口；8、出料口；9、进料管；10、二级混合器；11、出料管；12、注料管道；13、冷却器；14、水循环泵；15、一号三通阀；16、离心泵；17、循环管道；18、排水管道；19、PH检测仪；20、二号三通阀；21、复洗管道；22、补水管道；23、一号柱状壳体；24、二号柱状壳体；25、一号通气管；26、二号通气管；27、一号半球壳体；28、二号半球壳体；29、通气口；30、出气管道；31、环形卡盘；32、旋转轴；33、沸石分子筛；34、牵引绳；35、转棍；36、柱状发条盒；37、环形挡板；38、卷状发条；39、传动轴；40、避让通槽；41、支气管道；42、柱状容纳壳；43、圆形挡板；44、条形滑轨；45、竖直支架；46、导滑轮；47、滑块；48、条形通槽；49、一号强力磁铁；50、一号导滑凸台；51、二号导滑凸台；52、丝杆滑台；53、二号强力磁铁；54、风箱；55、注气管；56、排气口；57、驱动轴；58、桨扇；59、三号三通阀；60、过滤罐。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

参考图1至图19所示的一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，包括碱洗箱1和醚化反应器2，还包括：

呈竖直设置的过滤罐60，过滤罐60内为封闭结构且中部设有一个球形腔3，过滤罐60的上下两端分别设有与球形腔3相连通的进气口和出气口，球形腔3内设有一个能够旋转的圆形滤网且圆形滤网的旋转轴向呈水平，碱洗箱1设于过滤罐60的上游，与过滤罐60的进气口管道连接；

水平位移机构，设于过滤罐60内且位于球形腔3的下方，水平位移机构具有一个用于带动圆形滤网的一端往复摆动使得圆形滤网旋转翻面的水平移动端；

冷却装置，设于过滤罐60的下游，冷却装置具有进气端和出气端，进气端与过滤罐60的出气口管道连接；

一级混合器4，设于冷却装置的下游，与冷却装置的出气端管道连接，一级混合器4上连接有用于向其内注水的进水管道5；

水洗罐6，设于一级混合器4的下游，水洗罐6上设有进料口7和出料口8，进料口7通过进料管9与一级混合器4相连；

二级混合器10，设于水洗罐6的下游，二级混合器10通过出料管11与出料口8相连，二级混合器10上连接有用于向其内注入甲醇原料的注料管道12，醚化反应器2设于二级混合器10的下游，与二级混合器10管道相连。

参考图1所示，冷却装置为一个冷却器13，冷却器13的进气端与过滤罐60的出气口管道连接，出气端与一级混合器4管道连接。

由于作为合成MTBE的原料之一的碳四气体中含有较多的硫化氢，所以在制备MTBE前需对碳四气体进行硫化氢及硫醇的去除，本装置采取金属氧化物法，也就是利用碱性金属与硫化氢发生化学反应，在此过程中需要保持温度在200至600摄氏度之内，所以在碱洗后的碳四气体会具有较高的温度，如果直接通入水洗罐6内，进行水洗，会对水洗效果造成影响，所以在碳四气体进入水洗罐6前利用冷却器13使其温度降至常温。

参考图1所示，水洗罐6上设有与水洗罐6管道连接的水循环泵14，水循环泵14的出水口处管道连接有一号三通阀15，一号三通阀15的下游设有与一号三通阀15其中一个出水端管道连接的离心泵16，离心泵16的出水口通过循环管道17与进水管道5相连，一号三通阀15的另外一个出水端连接有排水管道18，一号三通阀15与水循环泵14出水口之间的管道连接处设有PH检测仪19，PH检测仪19用于检测从水循环泵14排出的水体的酸碱度。

水洗罐6的水洗是为了洗去碳四气体碱洗后残留的碱性物质，水循环泵14用于排出水洗后的水体，然后通过PH检测仪19检测排出水体的酸碱度，如果水体的酸碱度正常，则一号三通阀15打开使水体通向离心泵16，水体经离心后，通过循环管道17排入进水管道5内，实现水体的循环利用，如果水体酸碱度不正常，则一号三通阀15打开使水体通过排水管道18直接排出，其中，水体正常的酸碱度值以碳四气体和甲醇加酸性催化剂后能够完全反应的酸碱度值为标准。

参考图1所示，出料管11上设有二号三通阀20，出料管11与二号三通阀20的其中一端相连，二级混合器10与二号三通阀20的另外一端管道连接，二号三通阀20的剩下一端通过复洗管道21与一级混合器4相连。

二号三通阀20用于控制水洗后碳四气体的排出，当PH检测仪19检测出的水体酸碱度正常时，则二号三通阀20打开使水洗后的碳四气体通向二级混合器10，并最终通向醚化反应器2与甲醇进行醚化反应制成MTBE，当PH检测仪19检测出的水体酸碱度不正常时，则二号三通阀20打开使水洗后的碳四气体通过复洗管道21重新流入一级混合器4，再次混合进行复洗，直至测出的水体酸碱度值为正常；

因为在碳四气体排出前，水洗罐6内的水体已经排出作PH值检测，那么当复洗不通过复洗管道21，直接在水洗罐6内复洗的话，碳四气体与水很难再次混合，从而降低了水洗的效率，所以需要通过复洗管道21与一级混合器4相连，使碳四气体与水再次混合。

参考图1所示，水洗罐6上设有补水口，补水口上连接有用于向水洗罐6内补水的补水管道22。

由于碳四气体经水洗后需通过水循环泵14来检测水洗的效果，此时水洗罐6内的部分水体会流出，此时本阶段的水洗还未结束，为了确保整个水洗过程不中断，所以可以通过补水管道22对水洗罐6内进行定时补水。

参考图5所示，过滤罐60包括两个能够沿竖直方向相向固定合成圆柱壳体的一号柱状壳体23和二号柱状壳体24，一号柱状壳体23和二号柱状壳体24的上下两端均为开口结构，二号柱状壳体24位于一号柱状壳体23的正下方且二号柱状壳体24的上端与一号柱状壳体23的下端相连通，一号柱状壳体23内同轴固定设有一号通气管25，二号柱状壳体24内同轴固定设有二号通气管26，一号通气管25内成型有一个一号半球壳体27，二号通气管26道内成型有二号半球壳体28，一号半球壳体27和二号半球壳体28能够随一号柱状壳体23和二号柱状壳体24相向固定后合成上述球形腔3，一号半球壳体27的顶部开设有通气口29，通气口29即为上述过滤罐60的进气口，二号柱状壳体24的上半部设有呈水平的出气管道30，出气管道30即为上述过滤罐60的出气口，出气管道30朝向二号柱状壳体24内的一端穿过二号柱状壳体24与二号半球壳体28相连通，另一端伸出至二号柱状壳体24外。

将过滤罐60拆分成一号柱状壳体23和二号柱状壳体24方便于一号通气管25、二号通气管26以及圆形滤网的安装，一号半球壳体27与二号半球壳体28合成的球形腔3方便于圆形滤网的旋转，通气口29用于通入待过滤的碳四气体，当碳四气体经圆形滤网过滤后，通过出气管道30排出，出气管道30上可加设一个负压源（未在图中示出），用于加速碳四气体的排出，一号柱状壳体23与二号柱状壳体24相固定的位置设有用于防止气体流出的密封圈。

参考图13和图14所示，圆形滤网包括：

环形卡盘31，设于球形腔3内，环形卡盘31的外壁与球形腔3的内壁相贴合；

两个旋转轴32，二者沿环形卡盘31的圆周方向呈180°对称，每个旋转轴32的轴向均呈水平且均与环形卡盘31的外壁固连，每个旋转轴32的一端均向一侧水平穿过相向固定后的一号通气管25与二号通气管26，且均与过滤罐60相轴接；

沸石分子筛33，呈圆形，同轴固定设于环形卡盘31内；

其中，环形卡盘31的外壁上设有牵引机构，牵引机构位于环形卡盘31与两个旋转轴32之间的水平轴线的中心处相垂直的径向线上，牵引机构包括一个能够伸缩且与水平位移机构的水平移动端相连的牵引绳34。

环形卡盘31的外壁与球形腔3的内壁相贴合，确保了进入一号半球壳体27内的碳四气体不会从环形卡盘31的外周四散而出，从而降低了沸石分子筛33的过滤效果，两个旋转轴32用于确保环形卡盘31能够在球形腔3内旋转，由于在环形卡盘31旋转时，其外壁会与球形腔3的内壁相摩擦，为了降低摩擦系数，在加工环形卡盘31、一号半球壳体27和二号半球壳体28时，三者相互摩擦的部位需要精打磨，并辅以润滑油润滑，润滑油又起到了油封的作用，进一步的防止了气体从环形卡盘31的外周四散而出；

在安装圆形滤网时，首先将沸石分子筛33固定于环形卡盘31内，然后将两个旋转轴32固定设于环形卡盘31的外壁上，然后在每个旋转轴32上套设一个耐磨套，最后通过一号柱状壳体23和二号柱状壳体24相向的固定将两个耐磨套锁定，耐磨套防止一号柱状壳体23与二号柱状壳体24相向固定后对两个旋转轴32的旋转效果造成影响，为了确保沸石分子筛33与气体的接触面积最大，从而整个环形卡盘31在过滤气体时需呈倾斜状态；

由于常规的分子筛都具有一定的厚度，所以在过滤气体时，面对气体的一侧会吸附大量的杂质，通过背面的气体则为洁净的气体，所以处于背面的一侧利用率极低，通过牵引机构使沸石分子筛33翻面即提高了对沸石分子筛33的使用面积的利用率，在牵引机构翻面的时候并不进行过滤工作，过滤完毕后翻面等待下一次的过滤；

牵引机构的作用其一是通过牵引绳34拉扯环形卡盘31的外壁，并通过两个旋转轴32，确保环形卡盘31能够在球形腔3内呈倾斜的状态，其二是通过牵引绳34与水平位于机构的水平移动端相连，从而当水平移动端移动时，牵引绳34会拉扯环形卡盘31进行翻转翻面，进而使整个沸石分子筛33翻面。

参考图17至图19所示，牵引机构还包括：

转棍35，呈水平状态，其两端均与环形卡盘31的外壁相轴接，牵引绳34缠绕于转棍35上，牵引绳34的一端与转棍35固连，另一端下垂与水平位移机构的水平移动端相连；

与转棍35共轴线的柱状发条盒36，固定设于环形卡盘31的外壁上且位于转棍35其中一端的旁侧，柱状发条盒36内同轴成型有一圈与柱状发条盒36一端的内壁相间隔的环形挡板37，环形挡板37与柱状发条盒36对应的内壁之间同轴设有一个卷状发条38；

传动轴39，与转棍35的一端同轴固连，传动轴39的另一端穿过发条盒与卷状发条38位于其圆心处的一端相固连；

其中，二号半球壳体28上开设有若干条避让通槽40，若干条避让通槽40用于避让转棍35和柱状发条盒36，二者与环形卡盘31外壁相连部位的旋转，出气管道30的正下方设有一个呈水平的支气管道41，支气管道41的一端与二号柱状壳体24的下半部相连通，另一端与出气管道30的伸出端相连通。

当整个环形卡盘31贴合球形腔3摆动翻面时，因其翻面是做圆周运动，所以环形卡盘31的某一端点会做类似钟摆的往复运动，从而牵引环形卡盘31的牵引绳34的长度需根据环形卡盘31翻面的程度做延长或者缩短，牵引绳34的延长和缩短即通过转棍35和卷状发条38实现，当水平位移机构的水平位移端移动时，牵引绳34的下垂端会被牵引，此过程中被牵引绳34所缠绕的转棍35会被牵引绳34驱动旋转，从而牵引绳34会在水平位移端移动时，不断的加长，转棍35在旋转的同时通过传动轴39的作用促使柱状发条盒36内的卷状发条38在不断的压缩收卷，在环形卡盘31在呈倾斜逐渐变成竖直的过程中，所需牵引绳34的长度会不断的缩短，那么牵引绳34所拉扯转棍35的拉扯力会逐渐减小，从而呈压缩的卷状发条38会释放弹力，进而促使转棍35反向旋转将牵引绳34回卷缩短，当环形卡盘31翻转至整体呈竖直时，牵引绳34为最短，当环形卡盘31经竖直翻面后，牵引绳34会再次延长并拉扯转棍35压缩卷状发条38压缩，其中，避让通槽40用于避让转棍35以及柱状发条盒36二者与环形卡盘31的外壁相连的部位的旋转，由于二号半球壳体28上存在若干条避让通槽40，所以气体在过滤后务必会有少量的气体从避让通槽40内流出，那么支气管道41则用于供这些从避让通槽40流出的气体排出，并且支气管道41与出气管道30相连，设于出气管道30上的负压源（未在图中示出）同时也能作用于支气管道41上，促进气体的排出，环形挡板37用于防止卷状发条38在压缩时发生左右移动。

参考图5和图8所示，水平位移机构包括：

柱状容纳壳42，同轴固定设于二号柱状壳体24的底部，柱形容纳壳的上端为开口结构，下端为封闭结构且柱形容纳壳的上端与二号柱状壳体24的底部相连通，柱形容纳壳上端的开口结构同轴固定设有一个能够完全将其开口封闭的圆形挡板43；

条形滑轨44，呈水平状态，其两端分别通过两个竖直支架45，架设于圆形挡板43的顶部，条形滑轨44内为空心状且轴接有若干个沿其长度方向均匀分布的导滑轮46，每个导滑轮46的轴向均与条形滑轨44的长度方向垂直；

滑块47，其内开设有一个与条形滑轨44相配合且用于供滑块47在条形滑轨44上水平滑动的条形通槽48，条形通槽48上下两端的槽壁均与导滑轮46的周壁相贴合，滑块47的下端嵌设有一号强力磁铁49，圆形挡板43的顶部和底部分别成型有两个相对称且均与条形滑轨44相平行的一号导滑凸台50和二号导滑凸台51，一号强力磁铁49的底面与一号导滑凸台50的顶面相贴合，牵引绳34的下垂端与滑块47的顶部固连，滑块47即为上述水平位移机构的水平移动端；

丝杆滑台52，呈水平固定设于柱状容纳壳42内的底部，丝杆滑台52中的滑台内嵌设有一个顶面与二号导滑凸台51底面相贴合的二号强力磁铁53；

其中，柱状容纳壳42的外壁上设有一个用于驱动丝杆滑台52的丝杆旋转的驱动机构。

当丝杆滑台52中的丝杆旋转时，其上的滑台会带动二号强力磁铁53在二号导滑凸台51上进行水平移动，从而一号强力磁铁49会被二号强力磁铁53相吸引，在一号导滑凸台50上位移，进而滑块47会被一号强力磁铁49所驱动在条形滑轨44上滑动，最终与滑块47顶部固连的牵引绳34会被驱动拉扯，其中，导滑轮46用于加强滑块47的滑动效果，降低滑动摩擦，一号导滑凸台50和二号导滑凸台51分别与一号强力磁铁49和二号强力磁铁53相贴合的面均为精打磨面，由于整个丝杆滑台52的长度一定，并且设于柱状容纳壳42内，那么牵引绳34所被拉扯的水平距离也就一定，从而确保了环形卡盘31在被牵引绳34拉扯后只会进行旋转翻面而不会发生旋转180°的情况出现。

参考图15和图16所示，驱动机构包括：

风箱54，呈圆柱形，轴向与丝杆滑台52中的丝杆轴向一致，固定设于柱状容纳壳42的外壁上，风箱54的顶部连通有两个轴向均呈竖直的注气管55，风箱54底部开设有排气口56；

驱动轴57，呈水平状态，其一端与丝杆滑台52的丝杆同轴固连，另一端水平穿过风箱54且伸入风箱54内，两个注气管55关于驱动轴57的轴向呈对称状态；

桨扇58，与驱动轴57伸入风箱54内的一端同轴固连；

三号三通阀59，设于风箱54的上方，三号三通阀59呈水平的两端分别与两个注气管55的上端相连通。

首先三号三通阀59呈竖直的一端与气泵（未在图中示出）相连，由于两个注气管55关于驱动轴57呈对称，所以通入两个注气管55的气体会分别作用于桨扇58两侧的扇叶，当气泵启动后，开启三号三通阀59使气体通向其中一个注气管55，使桨扇58旋转，当桨扇58旋转后，通过驱动轴57带动丝杆的旋转，进而实现丝杆上滑台的移动，通入风箱54的气体则会从排气口56流出，排气口56与气泵通过管道连接，实现气体的循环利用，当三号三通阀59使气体通向另一个注气管55时，则桨扇58会反向旋转，那么丝杆会被驱动反向旋转从而驱动滑台的反向位移，通过上述的步骤即能够通过向三号三通阀59内注气，通过三号三通阀59控制排入气体的方向来改变丝杆滑台52中滑台的位移方向，最终实现牵引绳34牵引环形卡盘31的方向，确保沸石分子筛33能够在翻面后可以再次翻转回来，方便于后续对附着于沸石分子筛33两面的杂质的脱附。

工作原理：

S1，将碳四气体通入碱洗箱1中，去除碳四气体内有毒的硫化氢；

S2，将碱洗后的碳四气体通入一号半球壳体27内的通气口29内，使碳四气体经沸石分子筛33过滤，去除其中的杂质和硫化羰，确保碳四气体的洁净，此过程中设于出气管道30上的负压源（未在图中示出）在不断进行抽气来促进球形腔3内气体的流出，同时少量的气体会经避让通槽40漏出流向二号通气管26内，则可通过支气管道41将二号通气管26内的气体引出，并与出气管道30排出的气体合流；

S3，为了提高沸石分子筛33使用面积的利用率，则通过牵引机构促使环形卡盘31能够在球形腔3内旋转翻面，需要沸石分子筛33翻面时，则打开气泵（未在图中示出）使气体通过三号三通阀59排向桨扇58一侧的扇叶，从而桨扇58旋转并带动丝杆滑台52中滑台的移动，进而通过两个相互吸引的一号强力磁铁49和二号强力磁铁53来带动滑块47的水平位移，最终牵引绳34的一端会被滑块47驱动所拉扯，那么此过程中，转棍35会旋转来延长牵引绳34的长度，在转棍35旋转的同时卷状发条38会被收卷压缩产生弹力，当环形卡盘31旋转至竖直时，所需牵引的牵引绳34长度最短，那么通过卷状发条38的复位弹力使转棍35反转来促使牵引绳34的收卷，当滑块47从条形滑轨44的一端位移至另一端时，整个环形卡盘31会被牵引绳34所拉扯旋转至翻面；

S4，从出气管道30排出的气体通过管道通向冷却器13进行温度降低，防止碱洗后处于高温的碳四气体影响自身的水洗效果；

S5，将从冷却器13出气端流出的碳四气体导向一级混合器4内，并与从进水管道5流入一级混合器4内的与水充分混合，以提高后续的水洗效果；

S6，一级混合器4经进料管9将混合后的待清洗原料通入水洗罐6内，水洗罐6工作，去除碱洗后碳四气体内残留的碱性物质；

S7，在水洗罐6水洗的中阶段，通过水循环泵14引出部分水体进行PH值检测，如果检测结果达标，则通过一号三通阀15使水洗后的水体经离心泵16分离出纯净的水体，并通过循环管道17与进水管道5的水合流，用于一级混合器4用水的循环利用，如果检测结果不达标，则通过一号三通阀15使水洗后的水体经排水管道18直接排出；

S8，在水洗罐6水洗过程中检测PH时，通过检测PH是否达标来控制二号三通阀20是否进行对碳四气体的排放，PH达标时，直接排放至二级混合器10，并与从注料管道12注入的甲醇进行充分混合，以提高后续醚化反应的完全，PH不达标时，则经复洗管道21通向一级混合器4进行再次混合的复洗操作，直至碳四气体洗净；

S9，将通过二级混合器10的碳四和甲醇混合料通入醚化反应器2内，并向醚化反应器2内加入酸性催化剂，由于碳四气体内的碱性物质已经被完全去除，那么酸性催化剂会完全释放其催化作用，从而使碳四与甲醇能够完全反应，生成MTBE，进而通过上述的步骤即可实现对生产MTBE所使用的催化剂寿命的延长。

以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，包括碱洗箱（1）和醚化反应器（2），其特征在于，还包括：

呈竖直设置的过滤罐（60），过滤罐（60）内为封闭结构且中部设有一个球形腔（3），过滤罐（60）的上下两端分别设有与球形腔（3）相连通的进气口和出气口，球形腔（3）内设有一个能够旋转的圆形滤网且圆形滤网的旋转轴向呈水平，碱洗箱（1）设于过滤罐（60）的上游，与过滤罐（60）的进气口管道连接；

水平位移机构，设于过滤罐（60）内且位于球形腔（3）的下方，水平位移机构具有一个用于带动圆形滤网的一端往复摆动使得圆形滤网旋转翻面的水平移动端；

冷却装置，设于过滤罐（60）的下游，冷却装置具有进气端和出气端，进气端与过滤罐（60）的出气口管道连接；

一级混合器（4），设于冷却装置的下游，与冷却装置的出气端管道连接，一级混合器（4）上连接有用于向其内注水的进水管道（5）；

水洗罐（6），设于一级混合器（4）的下游，水洗罐（6）上设有进料口（7）和出料口（8），进料口（7）通过进料管（9）与一级混合器（4）相连；

二级混合器（10），设于水洗罐（6）的下游，二级混合器（10）通过出料管（11）与出料口（8）相连，二级混合器（10）上连接有用于向其内注入甲醇原料的注料管道（12），醚化反应器（2）设于二级混合器（10）的下游，与二级混合器（10）管道相连；

过滤罐（60）包括两个能够沿竖直方向相向固定合成圆柱壳体的一号柱状壳体（23）和二号柱状壳体（24），一号柱状壳体（23）和二号柱状壳体（24）的上下两端均为开口结构，二号柱状壳体（24）位于一号柱状壳体（23）的正下方且二号柱状壳体（24）的上端与一号柱状壳体（23）的下端相连通，一号柱状壳体（23）内同轴固定设有一号通气管（25），二号柱状壳体（24）内同轴固定设有二号通气管（26），一号通气管（25）内成型有一个一号半球壳体（27），二号通气管（26）内成型有二号半球壳体（28），一号半球壳体（27）和二号半球壳体（28）能够随一号柱状壳体（23）和二号柱状壳体（24）相向固定后合成上述球形腔（3），一号半球壳体（27）的顶部开设有通气口（29），通气口（29）即为上述过滤罐（60）的进气口，二号柱状壳体（24）的上半部设有呈水平的出气管道（30），出气管道（30）即为上述过滤罐（60）的出气口，出气管道（30）朝向二号柱状壳体（24）内的一端穿过二号柱状壳体（24）与二号半球壳体（28）相连通，另一端伸出至二号柱状壳体（24）外；

圆形滤网包括：

环形卡盘（31），设于球形腔（3）内，环形卡盘（31）的外壁与球形腔（3）的内壁相贴合；

两个旋转轴（32），二者沿环形卡盘（31）的圆周方向呈180°对称，每个旋转轴（32）的轴向均呈水平且均与环形卡盘（31）的外壁固连，每个旋转轴（32）的一端均向一侧水平穿过相向固定后的一号通气管（25）与二号通气管（26），且均与过滤罐（60）相轴接；

沸石分子筛（33），呈圆形，同轴固定设于环形卡盘（31）内；

其中，环形卡盘（31）的外壁上设有牵引机构，牵引机构位于环形卡盘（31）与两个旋转轴（32）之间的水平轴线的中心处相垂直的径向线上，牵引机构包括一个能够伸缩且与水平位移机构的水平移动端相连的牵引绳（34）；

牵引机构还包括：

转棍（35），呈水平状态，其两端均与环形卡盘（31）的外壁相轴接，牵引绳（34）缠绕于转棍（35）上，牵引绳（34）的一端与转棍（35）固连，另一端下垂与水平位移机构的水平移动端相连；

与转棍（35）共轴线的柱状发条盒（36），固定设于环形卡盘（31）的外壁上且位于转棍（35）其中一端的旁侧，柱状发条盒（36）内同轴成型有一圈与柱状发条盒（36）一端的内壁相间隔的环形挡板（37），环形挡板（37）与柱状发条盒（36）对应的内壁之间同轴设有一个卷状发条（38）；

传动轴（39），与转棍（35）的一端同轴固连，传动轴（39）的另一端穿过发条盒与卷状发条（38）位于其圆心处的一端相固连；

其中，二号半球壳体（28）上开设有若干条避让通槽（40），若干条避让通槽（40）用于避让转棍（35）和柱状发条盒（36），二者与环形卡盘（31）外壁相连部位的旋转，出气管道（30）的正下方设有一个呈水平的支气管道（41），支气管道（41）的一端与二号柱状壳体（24）的下半部相连通，另一端与出气管道（30）的伸出端相连通。

2.根据权利要求1所述的一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，其特征在于，冷却装置为一个冷却器（13），冷却器（13）的进气端与过滤罐（60）的出气口管道连接，出气端与一级混合器（4）管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，其特征在于，水洗罐（6）上设有与水洗罐（6）管道连接的水循环泵（14），水循环泵（14）的出水口处管道连接有一号三通阀（15），一号三通阀（15）的下游设有与一号三通阀（15）其中一个出水端管道连接的离心泵（16），离心泵（16）的出水口通过循环管道（17）与进水管道（5）相连，一号三通阀（15）的另外一个出水端连接有排水管道（18），一号三通阀（15）与水循环泵（14）出水口之间的管道连接处设有PH检测仪（19），PH检测仪（19）用于检测从水循环泵（14）排出的水体的酸碱度。

4.根据权利要求1所述的一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，其特征在于，出料管（11）上设有二号三通阀（20），出料管（11）与二号三通阀（20）的其中一端相连，二级混合器（10）与二号三通阀（20）的另外一端管道连接，二号三通阀（20）的剩下一端通过复洗管道（21）与一级混合器（4）相连。

5.根据权利要求1所述的一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，其特征在于，水洗罐（6）上设有补水口，补水口上连接有用于向水洗罐（6）内补水的补水管道（22）。

6.根据权利要求5所述的一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，其特征在于，水平位移机构包括：

柱状容纳壳（42），同轴固定设于二号柱状壳体（24）的底部，柱形容纳壳的上端为开口结构，下端为封闭结构且柱形容纳壳的上端与二号柱状壳体（24）的底部相连通，柱形容纳壳上端的开口结构同轴固定设有一个能够完全将其开口封闭的圆形挡板（43）；

条形滑轨（44），呈水平状态，其两端分别通过两个竖直支架（45），架设于圆形挡板（43）的顶部，条形滑轨（44）内为空心状且轴接有若干个沿其长度方向均匀分布的导滑轮（46），每个导滑轮（46）的轴向均与条形滑轨（44）的长度方向垂直；

滑块（47），其内开设有一个与条形滑轨（44）相配合且用于供滑块（47）在条形滑轨（44）上水平滑动的条形通槽（48），条形通槽（48）上下两端的槽壁均与导滑轮（46）的周壁相贴合，滑块（47）的下端嵌设有一号强力磁铁（49），圆形挡板（43）的顶部和底部分别成型有两个相对称且均与条形滑轨（44）相平行的一号导滑凸台（50）和二号导滑凸台（51），一号强力磁铁（49）的底面与一号导滑凸台（50）的顶面相贴合，牵引绳（34）的下垂端与滑块（47）的顶部固连，滑块（47）即为上述水平位移机构的水平移动端；

丝杆滑台（52），呈水平固定设于柱状容纳壳（42）内的底部，丝杆滑台（52）中的滑台内嵌设有一个顶面与二号导滑凸台（51）底面相贴合的二号强力磁铁（53）；

其中，柱状容纳壳（42）的外壁上设有一个用于驱动丝杆滑台（52）的丝杆旋转的驱动机构。

7.根据权利要求6所述的一种用于延长MTBE催化剂寿命的水洗装置，其特征在于，驱动机构包括：

风箱（54），呈圆柱形，轴向与丝杆滑台（52）中的丝杆轴向一致，固定设于柱状容纳壳（42）的外壁上，风箱（54）的顶部连通有两个轴向均呈竖直的注气管（55），风箱（54）底部开设有排气口（56）；

驱动轴（57），呈水平状态，其一端与丝杆滑台（52）的丝杆同轴固连，另一端水平穿过风箱（54）且伸入风箱（54）内，两个注气管（55）关于驱动轴（57）的轴向呈对称状态；

桨扇（58），与驱动轴（57）伸入风箱（54）内的一端同轴固连；

三号三通阀（59），设于风箱（54）的上方，三号三通阀（59）呈水平的两端分别与两个注气管（55）的上端相连通。

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