CN115106027A - 一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置 - Google Patents

一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1,4‑环己烷二甲醇的固液混合装置，包括：一级反应釜和二级反应釜，所述一级反应釜的直径小于二级反应釜，所述一级反应釜的高度高于二级反应釜，所述一级反应釜和二级反应釜的底部连通有多根连通管；安装在一级反应釜外侧的一级支架，和安装在二级反应釜外侧的二级支架，所述一级反应釜上端一侧连接有一级通气管。本装置当一级反应釜内的反应完毕之后，将下网格板和上网格板合并起来形成封闭，通过带动整个移动环移动，会将物料通过连通管输送到二级反应釜内，挤压输送物料的过程同时也是对二级反应釜进行加压的过程，从而减少了对二级反应釜进行二次加压的操作。

Description

一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的 固液混合装置
技术领域
本发明属于1, 4-环己烷二甲醇的制备技术领域，尤其涉及一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置。
背景技术
1, 4-环己烷二甲醇（CHDM）为白色蜡状固体,是一种重要的有机化工原料,分子式为 C8H16O2，有顺式、反式两种结构顺式异构体熔点为 43℃，可以作为涂料、油墨、胶黏剂、绝缘材料及一些特殊用途方面的饱和聚酯和不饱和聚酯的中间体,最大的用途在于合成PCT、PETG、PCTG新型聚酯，产品具有良好的透明性、耐冲击性、耐磨性和耐腐蚀性。
CHDM主要由对苯二甲酸二甲酯(DMT)经两步加氢反应制得,由DMT先苯环饱和加氢生成1,4-环己烷二甲酸二甲酯(DMCD),再通过酯基氢解经中间产物4-(甲氧羰基)环己烷甲醇(CMCHM)最后生成CHDM，需要对DMT进行两次加氢操作，两次加氢加压会使得设备持续处于高压运行的状态，设备运行成本较高，故而使得CHDM的制造成本较高，而如若使用单一的设备进行加氢加压操作，会使得生产制造的效率较低。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置。
本发明提出的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，包括：
一级反应釜和二级反应釜，所述一级反应釜的直径小于二级反应釜，所述一级反应釜的高度高于二级反应釜，所述一级反应釜和二级反应釜的底部连通有多根连通管；
安装在一级反应釜外侧的一级支架，和安装在二级反应釜外侧的二级支架，所述一级反应釜上端一侧连接有一级通气管，且一级反应釜上端另一侧连接有物料输入管，所述二级反应釜上端的一侧连接有二级通气管，且二级反应釜下端另一侧连接有物料输出管；
所述一级反应釜的上端安装有一级气缸，所述二级反应釜的上端安装有二级气缸，所述一级反应釜和二级反应釜均滑动连接有移动环，所述移动环的底部固定设置有下网格板，所述移动环内滑动安装有上网格板，所述一级气缸和二级气缸的驱动端固定连接有伸缩轴，所述伸缩轴与移动环连接。
优选地，所述移动环的内壁上开设有螺旋滑槽，所述上网格板的边缘设置有滑块，所述滑块在螺旋滑槽内滑动，当所述上网格板与下网格板贴合的时候，下网格板和上网格板上的孔洞相互错开设置。
优选地，所述伸缩轴的下端开设有活动槽，所述下网格板的中心固定连接有固定轴，所述固定轴穿过上网格板，所述固定轴的上端滑动插设在活动槽内，所述活动槽的内壁上固定安装有第一电磁铁，所述套筒的内部安装有第二电磁铁。
优选地，所述上网格板的中心设置有套筒，所述固定轴穿过套筒，所述套筒的上端固定安装有磁铁，所述磁铁与固定轴套接。
优选地，所述一级反应釜和二级反应釜的上表面对称固定安装有收卷盘，所述固定轴上端边缘设置有凹槽，所述凹槽的两侧对称固定连接有连接绳，两个所述连接绳的另一端穿过反应釜的顶部收卷在收卷盘内，所述收卷盘内安装有涡卷弹簧，所述涡卷弹簧与连接绳固定连接。
优选地，所述一级反应釜的上端安装有第一固定架，所述一级气缸与第一固定架固定连接，所述二级反应釜的上端设置有第二固定架，所述二级气缸与第二固定架固定连接。
优选地，每个所述连通管的两端均安装有阀门。
优选地，每个所述连通管的内部均设置有软性轴，所述软性轴上依次转动套接有多个转动扇。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、移动环在移动的过程中，物料会贯穿下网格板,下网格板和上网格板上的各个孔洞对分散物料以及物料之间的混合具有较好的效果；
2、当一级反应釜内的反应完毕之后，将下网格板和上网格板合并起来形成封闭，通过带动整个移动环移动，会将物料通过连通管输送到二级反应釜内，挤压输送物料的过程同时也是对二级反应釜进行加压的过程，从而减少了对二级反应釜进行二次加压的操作；
3、由于一级反应釜和二级反应釜通过阀门进行隔断了，则一级反应釜和二级反应釜之间的反应相互独立，互不影响，在不降低生产效率的情况下，减少设备运行加压过程中的成本；
4、可以使得移动环在活动槽的小距离范围内上下移动，大范围移动适用于整体的混合，小范围移动适用于在固液分层明显的位置，以及气液的分界线位置的促进混合。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置的正面截面结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置的侧面结构示意图；
图3为一级反应釜内部的结构示意图；
图4为收卷盘的结构示意图；
图5为移动环的结构示意图；
图6为连通管的内部结构示意图。
图中：1一级反应釜、2二级反应釜、3一级气缸、4二级气缸、5第一固定架、6第二固定架、7软性轴、8一级通气管、9一级支架、10物料输入管、11二级通气管、12阀门、13连通管、14螺旋滑槽、15二级支架、16物料输出管、17收卷盘、18移动环、19转动扇、20连接绳、21伸缩轴、22连接轴、23套筒、24上网格板、25下网格板、26磁铁、27固定轴、28第一电磁铁、29第二电磁铁。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-6，一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，包括：
一级反应釜1和二级反应釜2，一级反应釜1的直径小于二级反应釜2，一级反应釜1的高度高于二级反应釜2，一级反应釜1和二级反应釜2的底部连通有多根连通管13；
安装在一级反应釜1外侧的一级支架9，和安装在二级反应釜2外侧的二级支架15，一级反应釜1上端一侧连接有一级通气管8，且一级反应釜1上端另一侧连接有物料输入管10，二级反应釜2上端的一侧连接有二级通气管11，且二级反应釜2下端另一侧连接有物料输出管16；
一级反应釜1的上端安装有一级气缸3，二级反应釜2的上端安装有二级气缸4，一级反应釜1和二级反应釜2均滑动连接有移动环18，移动环18的底部固定设置有下网格板25，移动环18内滑动安装有上网格板24，一级气缸3和二级气缸4的驱动端固定连接有伸缩轴21，伸缩轴21与移动环18连接。
移动环18的内壁上开设有螺旋滑槽14，上网格板24的边缘设置有滑块，滑块在螺旋滑槽14内滑动，当上网格板24与下网格板25贴合的时候，下网格板25和上网格板24上的孔洞相互错开设置。移动环18在上下移动的过程中，下网格板25相对移动环18为固定连接，而上网格板24滑动安装在移动环18内，上网格板24会由于惯性作用而移动，上网格板24边缘安装的滑块将会顺着螺旋滑槽14滑动，由于螺旋滑槽14为螺旋状，则上网格板24通过滑块沿着螺旋滑槽14螺旋式的上下移动，则上网格板24与下网格板25之间的距离会相互靠近或者相互远离，一级反应釜1内投入的物料将会在上下移动的过程中穿过孔洞，穿过下网格板25孔洞的时候，物料会进行依次分散混合，穿过上网格板24孔洞的时候会再一次进行分散混合，并且随着上网格板24与下网格板25之间距离的变化，位于两者之间的物料会受到挤压，该挤压对物料的混合又具有加强的效果。
伸缩轴21的下端开设有活动槽，下网格板25的中心固定连接有固定轴27，固定轴27穿过上网格板24，固定轴27的上端滑动插设在活动槽内，活动槽的内壁上固定安装有第一电磁铁28，套筒23的内部安装有第二电磁铁29。一级气缸3通过驱动端带动伸缩轴21上下移动，伸缩轴21下端连接固定轴27,固定轴27连接下网格板25，则驱动端可以实现移动环18、下网格板25和上网格板24可上下移动，下网格板25和上网格板24上开设有多个孔洞，在移动的过程中，孔洞对物料具有分散混合的效果，由于固定轴27的上端插设在伸缩轴21内的活动槽内，活动槽内具有一定的空间，第一电磁铁28和第二电磁铁29通电后具有磁性，两者的磁性可相同也可以相反，移动环18首先随着伸缩轴21在一级反应釜1的大范围内上下移动，同时第一电磁铁28和第二电磁铁29又可以使得移动环18在活动槽的小距离范围内上下移动，大范围移动适用于整体的混合，小范围移动适用于在固液分层明显的位置，以及气液的分界线位置的促进混合。
上网格板24的中心设置有套筒23，固定轴27穿过套筒23，套筒23的上端固定安装有磁铁26，磁铁26与固定轴27套接。当需要将一级反应釜1内的物料输送到二级反应釜2内的时候，上网格板24需要与下网格板25贴合起来，其中上网格板24与下网格板25贴合的时候，由于孔洞相互错开，则上网格板24、移动环18、下网格板25在一级反应釜1内将会形成一个密封的隔断结构，该隔断结构从上自下移动的时候，可以将一级反应釜1内的物料通过连通管13挤压输送到二级反应釜2内，此时的第二电磁铁29通电对磁铁26具有排斥的作用力，第二电磁铁29推动磁铁26,磁铁26推动套筒23和上网格板24贴近下网格板25，反之当第二电磁铁29不通电的时候，上网格板24会在惯性的作用下在移动环18内自由的上下移动。
一级反应釜1和二级反应釜2的上表面对称固定安装有收卷盘17，固定轴27上端边缘设置有凹槽，凹槽的两侧对称固定连接有连接绳20，两个连接绳20的另一端穿过反应釜的顶部收卷在收卷盘17内，收卷盘17内安装有涡卷弹簧，涡卷弹簧与连接绳20固定连接。在固定轴27上端两侧分别连接连接绳20,连接绳20与外侧的收卷盘17连接，收卷盘17内安装有涡卷弹簧，能够使得连接绳20时刻保持紧绷的状态，通过固定轴27拉动移动环18，保证移动环18上下移动过程中的稳定以及角度的稳定。
一级反应釜1的上端安装有第一固定架5，一级气缸3与第一固定架5固定连接，二级反应釜2的上端设置有第二固定架6，二级气缸4与第二固定架6固定连接。二级气缸4、一级气缸3作为驱动力在运作的时候，会存在一定的震动，通过在外侧设置第二固定架6和一级气缸3起到稳固的作用，每个连通管13的两端均安装有阀门12。阀门12用于断开一级反应釜1与二级反应釜2之间的连接，使得一级反应釜1和二级反应釜2可以分开工作，并且控制内部压力，每个连通管13的内部均设置有软性轴7，软性轴7上依次转动套接有多个转动扇19。将一级反应釜1内的物料通过连通管13输送到二级反应釜2内的时候，连通管13内安装的各个转动扇19就会由于流体的流动而转动，各个转动扇19的转动相互之间不影响，则在输送的过程中，可以进行再次的混合作用；
需要进行反应混合的对苯二甲酸二甲酯通过物料输入管10首先输送到一级反应釜1内，并且同时混合入相应的催化剂Pd/Al2O3催化剂，然后对一级反应釜1内进行加压，并且随着内部压力的增加同时通过一级通气管8通入氢气，此时可以启动一级气缸3,一级气缸3通过驱动端带动伸缩轴21在一级反应釜1内上下移动，伸缩轴21会带动下端连接的移动环18移动，移动环18在移动的过程中，物料会贯穿下网格板25,下网格板25上的各个孔洞对分散物料以及物料之间的混合具有较好的效果，在移动环18内还安装有可以自由上下移动的上网格板24,上网格板24通过滑块可以沿着螺旋滑槽14上下滑动，由于螺旋滑槽14为螺旋状的，螺旋滑槽14还会进行转动，上网格板24将会随着移动环18的移动在惯性的作用下在移动环18范围内移动，上网格板24上也设置有孔洞，物料穿过孔洞的时候会被有效的打散从而有利于混合；
在一级反应釜1内进行第一次加氢操作，氢气通过一级通气管8输送到一级反应釜1内，当一级反应釜1内的反应完毕之后，一级气缸3通过驱动端带动伸缩轴21移动，将移动环18移动至最上端的位置，第二电磁铁29通电对磁铁26进行排斥，该排斥作用力使得磁铁26带动套筒23向下移动，套筒23使得上网格板24顺着螺旋滑槽14滑动，直至上网格板24与下网格板25贴合在一起，当上网格板24与下网格板25贴合的时候，上面的孔洞由于相互错开而使得整个移动环18处于封闭的状态，同时第一电磁铁28通电使其与第二电磁铁29相互吸引，使得伸缩轴21与连接轴22合起来；
此时，一级气缸3通过伸缩轴21带动整个移动环18向下移动，向下移动的时候对整个一级反应釜1内的有物质进行挤压，一级反应釜1与二级反应釜2之间连接有多个连通管13，将二级反应釜2的二级通气管11和物料输出管16封闭起来，打开连通管13两端的阀门12，一级反应釜1内的移动环18在挤压物料的时候，会将物料通过连通管13输送到二级反应釜2内，挤压输送物料的过程同时也是对二级反应釜2进行加压的过程，从而减少了对二级反应釜2进行二次加压的操作；
当二级反应釜2的压力达到合适数值之后，将连通管13两端的阀门12关闭起来，再通过二级通气管11输入氢气，进行第二次加氢操作，且其中一级反应釜1的直径小于二级反应釜2，流体内部的压强处处相等，且在一级反应釜1和二级反应釜2之间连接多根连通管13，则一级反应釜1内移动环18向下挤压的过程中，能够十分方便的将一级反应釜1空间内流体的压强传递到二级反应釜2内，从而减少对二级反应釜2的加压操作，二级气缸4的驱动端也连接有移动环18，在二次通入氢气的时候，上下移动移动环18进行反应混合，最终反应后形成的1,4-环己烷二甲醇通过物料输出管16输出，由于一级反应釜1和二级反应釜2通过阀门12进行隔断了，则一级反应釜1和二级反应釜2之间的反应相互独立，互不影响，在不降低生产效率的情况下，减少设备运行加压过程中的成本。
对苯二甲酸二甲酯通入的氢气时候会随着反应的进行呈现固液混合的状态，为了使得反应充分有效，需要对固液状态共存的位置进行更加细致的混合，故而可以将移动环18停留在相应需要加强混合的位置，对第一电磁铁28和第二电磁铁29同时进行通电，通电后的第一电磁铁28和磁铁26可以相互吸引或者相互排斥，当两者相互排斥的时候，连接轴22相对活动槽向下移动，连接轴22与固定轴27固定连接，则下网格板25也将会向下移动，反之下网格板25可以向上移动，该小范围内的移动作用可以精准的进行固液混合作用，同时由于磁铁26也具有磁性，则当第二电磁铁29通电带有磁性的时候，第二电磁铁29与磁铁26之间会有力的作用，从而该作用力通过套筒23带动上网格板24移动，对固液的混合进一步进行加强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，所述固液混合装置包括：
一级反应釜（1）和二级反应釜（2），所述一级反应釜（1）的直径小于二级反应釜（2），所述一级反应釜（1）的高度高于二级反应釜（2），所述一级反应釜（1）和二级反应釜（2）的底部连通有多根连通管（13）；
安装在一级反应釜（1）外侧的一级支架（9），和安装在二级反应釜（2）外侧的二级支架（15），所述一级反应釜（1）上端一侧连接有一级通气管（8），且一级反应釜（1）上端另一侧连接有物料输入管（10），所述二级反应釜（2）上端的一侧连接有二级通气管（11），且二级反应釜（2）下端另一侧连接有物料输出管（16）；
所述一级反应釜（1）的上端安装有一级气缸（3），所述二级反应釜（2）的上端安装有二级气缸（4），所述一级反应釜（1）和二级反应釜（2）均滑动连接有移动环（18），所述移动环（18）的底部固定设置有下网格板（25），所述移动环（18）内滑动安装有上网格板（24），所述一级气缸（3）和二级气缸（4）的驱动端固定连接有伸缩轴（21），所述伸缩轴（21）与移动环（18）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，所述移动环（18）的内壁上开设有螺旋滑槽（14），所述上网格板（24）的边缘设置有滑块，所述滑块在螺旋滑槽（14）内滑动，当所述上网格板（24）与下网格板（25）贴合的时候，下网格板（25）和上网格板（24）上的孔洞相互错开设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，所述伸缩轴（21）的下端开设有活动槽，所述下网格板（25）的中心固定连接有固定轴（27），所述固定轴（27）穿过上网格板（24），所述固定轴（27）的上端滑动插设在活动槽内，所述活动槽的内壁上固定安装有第一电磁铁（28），所述套筒（23）的内部安装有第二电磁铁（29）。
4.根据权利要求3所述的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，所述上网格板（24）的中心设置有套筒（23），所述固定轴（27）穿过套筒（23），所述套筒（23）的上端固定安装有磁铁（26），所述磁铁（26）与固定轴（27）套接。
5.根据权利要求3所述的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，所述一级反应釜（1）和二级反应釜（2）的上表面对称固定安装有收卷盘（17），所述固定轴（27）上端边缘设置有凹槽，所述凹槽的两侧对称固定连接有连接绳（20），两个所述连接绳（20）的另一端穿过反应釜的顶部收卷在收卷盘（17）内，所述收卷盘（17）内安装有涡卷弹簧，所述涡卷弹簧与连接绳（20）固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，所述一级反应釜（1）的上端安装有第一固定架（5），所述一级气缸（3）与第一固定架（5）固定连接，所述二级反应釜（2）的上端设置有第二固定架（6），所述二级气缸（4）与第二固定架（6）固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，每个所述连通管（13）的两端均安装有阀门（12）。
8.根据权利要求1所述的一种用于对苯二甲酸二甲酯加氢制备1, 4-环己烷二甲醇的固液混合装置，其特征在于，每个所述连通管（13）的内部均设置有软性轴（7），所述软性轴（7）上依次转动套接有多个转动扇（19）。
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