CN117427568A - 一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，包括加氢仓、反应池、转换组件、后处理组件和催化剂承载件，反应池、转换组件和后处理组件安装于加氢仓，外部注氢管道和物料管道与反应池相连通，催化剂承载件在反应池加氢反应时在物料中悬浮翻转，催化剂承载件内保存有能够与物料充分接触的催化剂，催化剂承载件由能被磁力影响的金属制成，转换组件能够将反应池内的催化剂承载件吸出，并由后处理组件对催化剂承载件内的催化剂进行后续处理，催化剂承载件能够独立在反应仓内翻转悬浮进行搅拌，且内部的催化剂不会泄漏而与物料混杂，物料排料时无需对催化剂进行过滤，大大提高了生产制备效率。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统。
背景技术
2,4-二氟苯胺是有机合成中常见的中间体，其可以用于合成氟苯水杨酸，同时还可以用于合成用于医药领域的中间体1,2,3-三氟苯。目前2,4-二氟苯胺的制备工艺主要是以2,4-二氟硝基苯为原料，在催化剂的作用下加氢还原来制备2,4-二氟苯胺，该方法操作简单，制得的产品收率高，对环境无污染，得到了广泛的应用。
现有技术中制备2，4二氟苯胺在催化加氢时需要加入催化剂，在催化加氢结束后需要将催化剂进行过滤才能得到反应液，由于催化剂粉末细密，过滤网网孔也较小，反应液过滤速率较慢，影响了2,4-二氟苯胺催化加氢的制备效率。
发明内容
为了解决上述背景技术中提到的问题，本发明提供一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，包括加氢仓、反应池、转换组件、后处理组件和催化剂承载件，反应池、转换组件和后处理组件安装于加氢仓，外部注氢管道和物料管道与反应池相连通，催化剂承载件在反应池加氢反应时在物料中悬浮翻转，催化剂承载件内保存有能够与物料充分接触的催化剂，催化剂承载件由能被磁力影响的金属制成，转换组件能够将反应仓内的催化剂承载件吸出；
后处理组件和反应池分别安装在转换组件两侧，后处理组件包括整理震板、输送板和磁吸履带，整理震板接收催化剂承载件，并将催化剂承载件无堆叠地铺放至输送板，磁吸履带由多条磁力带和筛分网组合而成，磁力带具有永磁性，磁力带靠近输送板的一端能够在催化剂承载件经过时使催化剂承载件开放而使内部的催化剂能够被倒出，磁吸履带上方安装有催化剂喷洒件，催化剂喷洒件能够朝向磁吸履带移动而将催化剂承载件重新压合。
优选地，反应池包括反应仓、换热管和备料仓，换热管安装于反应仓内，并与备料仓相连通，反应仓底板设置有出气口。
优选地，催化剂承载件包括两块弹性绞合连接的密封夹板、过滤网和锁定组件，每个密封夹板都具有存储腔，过滤网安装于密封夹板存储腔，两块密封夹板在通常情况下因铰链弹力而保持张开80～89°夹角。
优选地，密封夹板对夹后由锁定组件对接密封锁定，锁定组件包括按压柱、旋转套筒和限位件，按压柱贯穿密封夹板的外侧板体，并从密封夹板内侧部分伸出，按压柱伸入密封夹板的端头安装有抵压板，抵压板与密封夹板的外侧板体之间安装有连接弹簧，连接弹簧的两端分别连接抵压板和密封夹板。
优选地，旋转套筒套设在按压柱外围，旋转套筒被固定而只能够在密封夹板内轴向旋转，旋转套筒内侧具有波浪循环槽，波浪循环槽每隔90°进行一次上下简谐波动，并在旋转套筒内侧形成闭环，抵压板外围固定安装有至少一根插接柱，插接柱的端头插入设置于波浪循环槽，插接柱于波浪循环槽上下内边贴合。
优选地，旋转套筒外围具有单向齿环，旋转套筒外部设置有防逆件，防逆件与单向齿环齿牙配合。
优选地，旋转套筒与旋转锁柱同轴连接，旋转锁柱伸出密封夹板并能够与旋转套筒一同轴向旋转，未设置锁定组件的密封夹板在与旋转锁柱的对应处设置有配合锁口，旋转锁柱外周壁圆周对称安装有两块凸出块，配合锁口具有与旋转锁柱凸出块配合的凹陷槽。
优选地，转换组件包括旋转装置、携动板和磁吸板，旋转装置能够轴向旋转地安装于加氢仓内，携动板安装于旋转装置的外周壁，从而随旋转装置共同进行旋转，磁吸板安装于携动板内框，并能够被带动而在携动板内框内进行轴向旋转，从而进行翻转，磁吸板在通电情况下能够产生磁性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明反应仓内的物料进行加氢反应时，备料仓能够将内部常温的物料持续注入换热管内，以将反应仓反应放出的热量交换带出，在保持反应仓反应温度稳定的同时能够充分回收反应热量，对下一批次的物料进行预热，降低制备成本。
2、本发明的催化剂承载件能够独立在反应仓内翻转悬浮进行搅拌，且内部的催化剂不会泄漏而与物料混杂，物料排料时无需对催化剂进行过滤，大大提高了生产制备效率。
3、本发明的后处理组件能够对加氢反应后反应后催化剂承载件所装载的催化剂进行自动化处理，效率高工作稳定，能够将新制催化剂快速地重新填充至催化剂承载件，以使催化剂承载件能够快速配合下一批次的物料反应，进一步提高了生产制备效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统在一个观察方向上的结构示意图；
图2为本发明所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统在另一观察方向上的结构示意图；
图3为本发明所述的催化剂承载件结构示意图；
图4为本发明所述的锁定组件正视图；
图5为本发明所述的锁定组件结构示意图。
图中：1、加氢仓；2、反应池；201、出气口；21、反应仓；22、换热管；23、备料仓；3、转换组件；31、旋转装置；32、携动板；33、磁吸板；4、后处理组件；41、整理震板；42、输送板；43、磁吸履带；431、磁力带；432、筛分网；44、催化剂回收仓；45、催化剂喷洒件；46、回收装置；5、催化剂承载件；501、波浪循环槽；502、配合锁口；51、密封夹板；52、过滤网；53、锁定组件；531、按压柱；532、旋转套筒；533、限位件；534、抵压板；535、连接弹簧；536、插接柱；537、单向齿环；538、防逆件；539、旋转锁柱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-5，一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，包括加氢仓1、反应池2、转换组件3、后处理组件4和催化剂承载件5，所述加氢仓1密封且内部中空，所述反应池2、转换组件3和后处理组件4安装于加氢仓1，外部注氢管道和物料管道与反应池2相连通，以将反应液和氢气注入反应池2进行加氢反应。
所述反应池2包括反应仓21、换热管22和备料仓23，所述反应仓21用于接收物料液，所述换热管22安装于反应仓21内，并与备料仓23相连通，所述反应仓21内的物料在进行反应时，备料仓23内存储有供给反应仓21进行下一次反应的物料，反应仓21内的物料进行加氢反应时，备料仓23能够将内部常温的物料持续注入换热管22内，以将反应仓21反应放出的热量交换带出，在保持反应温度稳定的同时能够充分回收反应热量，降低制备成本。
所述催化剂承载件5在反应仓21内的物料反应时处于反应仓21内，所述反应仓21底板设置有出气口201，持续向反应仓21内通入氢气，所述催化剂承载件5在反应仓21内的氢气上流的过程中会在反应仓21内的物料中悬浮翻转，催化剂承载件5内存储有催化剂粉末，催化剂承载件5在物料中悬浮翻转时，其中的催化剂能够与物料充分接触而进行催化反应。
所述催化剂承载件5包括两块绞合连接的密封夹板51、过滤网52和锁定组件53，每个所述密封夹板51都具有存储腔，所述过滤网52安装于密封夹板51存储腔，过滤网52的厚度小于密封夹板51，密封夹板51对夹后由锁定组件53对接密封锁定，两块过滤网52之间的空间能够存储催化剂，过滤网52能够在保证催化剂不外泄的情况下使反应仓21内的物料顺利进入存储腔而进行催化加氢反应，对接密封的密封夹板51则能够保证催化剂无法从密封夹板51的夹缝之间外泄。
所述锁定组件53包括按压柱531、旋转套筒532和限位件533，所述按压柱531贯穿密封夹板51的外侧板体，并从密封夹板51内侧部分伸出，按压柱531伸入密封夹板51的端头安装有抵压板534，所述抵压板534与密封夹板51的外侧板体之间安装有连接弹簧535，所述连接弹簧535的两端分别连接抵压板534和密封夹板51，按压柱531被外力按压至密封夹板51内时，能够拉动连接弹簧535拉伸，待外力撤除后，连接弹簧535能够拉动抵压板534和按压柱531回复至原位。
所述旋转套筒532套设在按压柱531外围，所述旋转套筒532被限位件533固定而只能够在密封夹板51内进行轴向旋转，所述旋转套筒532内侧具有波浪循环槽501，所述波浪循环槽501每隔90°进行一次上下简谐波动，并在旋转套筒532内侧形成闭环，所述抵压板534外围固定安装有至少一根插接柱536，所述插接柱536的端头插入设置于波浪循环槽501，插接柱536于波浪循环槽501上下内边贴合，插接柱536随抵压板534进行上下移动时，能够通过挤压波浪循环槽501的上下内边带动旋转套筒532进行轴向旋转，抵压板534每带动插接柱536上下往复移动一次，即可带动旋转套筒532旋转90°。
所述旋转套筒532外围具有单向齿环537，所述旋转套筒532外部设置有防逆件538，所述防逆件538于固定安装在密封夹板51内的配合板弹簧连接，防逆件538与单向齿环537齿牙配合，在旋转套筒532旋转时防逆件538能够被单向齿环537的齿牙推离再被弹簧推回，带有单向齿环537的旋转套筒532被防逆件538限制而只能进行单向旋转，单向齿环537的齿牙位置配合波浪循环槽501进行排布，在插接柱536每次移回波浪循环槽501顶部时，防逆件538总是处于趋向于推动单向齿环537旋转的位置，以使下次插接柱536下移时能够配合防逆件538使旋转套筒532按照预定方向继续旋转。
所述旋转套筒532与旋转锁柱539同轴连接，旋转锁柱539伸出密封夹板51并能够与旋转套筒532一同进行轴向旋转，未设置锁定组件53的密封夹板51在于旋转锁柱539的对应处设置有配合锁口502，所述旋转锁柱539外周壁圆周对称安装有两块凸出块，所述配合锁口502具有与旋转锁柱539凸出块配合的凹陷槽，旋转锁柱539插入配合锁口502后，旋转锁柱539与旋转套筒532一同旋转90°，旋转锁柱539的凸出块与配合锁口502的凹陷槽发生错位后，凸出块与设置有配合锁口502的密封夹板51板面紧贴，从而使两块密封夹板51紧密拼接无法脱离，定义此时旋转锁柱539处于锁定位置，旋转锁柱539再次随旋转套筒532一同旋转90°后，旋转锁柱539的凸出块与配合锁口502的凹陷槽重新对应，此时旋转锁柱539能够轻松脱离配合锁口502，此时两块密封夹板51能够轻松分离，定义此时旋转锁柱539处于解锁位置。
两块所述密封夹板51的连接铰链具有弹性复位功能，在通常情况下铰链弹性会将两块密封夹板51分离，并将两块密封夹板51的保持在80～89°夹角的位置。
所述反应仓21内能够投放多个催化剂承载件5，以使催化剂能够与物料剂量相匹配，反应仓21内物料在反应结束后，能够直接快速排出，备料仓23内的已被预热的物料注入反应仓21以供制备，所述密封夹板51由能被磁力影响的金属制成，例如铁，转换组件3能够将反应仓21内的催化剂承载件5吸出，并由后处理组件4对催化剂承载件5内的催化剂进行后续处理。
具体地，所述转换组件3包括旋转装置31、携动板32和磁吸板33，所述旋转装置31能够轴向旋转地安装于加氢仓1内，所述携动板32安装于旋转装置31的外周壁，从而随旋转装置31共同进行旋转，所述磁吸板33安装于携动板32内框，并能够被带动而在携动板32内框内进行轴向旋转，从而进行翻转，所述磁吸板33还能够通电而产生磁性，旋转装置31被带动而进行旋转，从而使磁吸板33移动到反应仓21上部的开口处，磁吸板33产生强磁力进而能够将悬浮于反应仓21物料内的催化剂承载件5向上吸出并紧密吸附于磁吸板33。
所述后处理组件4和反应池2分别安装在转换组件3的两侧，所述磁吸板33吸附所有催化剂承载件5后进行翻转，旋转装置31带动磁吸板33旋转移动至后处理组件4上方，此时所述磁吸板33断电消除磁力，所有催化剂承载件5将脱离磁吸板33而被后处理组件4接收。
所述后处理组件4包括整理震板41、输送板42和磁吸履带43，所述整理震板41包括两块能够进行上下振动的折板，两块折板对称设置而呈Y状，两块折板之间具有竖直下落通道，竖直下落通道的间距与催化剂承载件5的密封夹板51贴紧时的厚度相同。所述催化剂承载件5脱离磁吸板33后由整理震板41接收，整理震板41通过不断的振动将催化剂承载件5逐一引导至竖直下落通道，催化剂承载件5竖直下落而由输送板42接收，且不会在输送板42上发生叠合。
所述磁吸履带43由多条磁力带431和筛分网432组合而成，所述磁力带431具有永磁性且互相平行设置，相邻两磁力带431之间设置有筛分网432，所述输送板42将催化剂承载件5向磁吸履带43的设置位置输送，磁力带431靠近输送板42的一端与输送板42上表面的间隙与催化剂承载件5的厚度相同，催化剂承载件5在经过磁力带431与输送板42之间的缝隙时，两块密封夹板51将被磁力带431与输送板42紧压，从而将按压柱531压入密封夹板51，密封夹板51接触磁吸履带43后将被吸附于磁吸履带43，从而脱离输送板42而在磁吸履带43的带动下继续移动，磁吸履带43沿远离输送板42的方向向上倾斜，密封夹板51随磁吸履带43移动后将逐渐脱离输送板42，按压柱531将重新弹出密封夹板51，旋转锁柱539在这一过程中旋转90°，从而从锁定位置旋转至解锁位置。
所述密封夹板51随磁吸履带43继续向远离输送板42的方向移动，在此过程中两块密封夹板51呈张开状态，密封夹板51存储腔内反应后的催化剂将会下落。所述磁吸履带43下方设置有催化剂回收仓44，密封夹板51落下的反应后催化剂将全部由催化剂回收仓44接收并做后续处理。
所述磁吸履带43上方安装有催化剂喷洒件45，张开状态下的密封夹板51随磁吸履带43旋转而翻转向上后，催化剂喷洒件45能够向密封夹板51喷洒新制催化剂，新制催化剂部分进入密封夹板51的存储腔，部分穿过筛分网432而被设置在磁吸履带43中部的回收装置46接收，一个批次的密封夹板51都被喷洒完新制催化剂后，催化剂喷洒件45将被带动而下移，进而将原本张开的密封夹板51重新压合盖紧，按压柱531也将再次完成压入再弹出密封夹板51的动作，旋转锁柱539在这一过程中再次旋转90°，从而从解锁位置旋转至锁定位置，此时密封夹板51被锁定而紧贴闭合，密封夹板51存储腔内的新制催化剂也将被完好储存。
重新填充好催化剂的所述催化剂承载件5将被收集并重新置入反应池2内，继续完成搅拌和催化功能。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的控制方式是通过控制器来自动控制，控制器的控制电路通过本领域的技术人员简单编程即可实现，电源的提供也属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和电路连接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，包括加氢仓(1)、反应池(2)、转换组件(3)、后处理组件(4)和催化剂承载件(5)，所述反应池(2)、转换组件(3)和后处理组件(4)均安装于加氢仓(1)内，外部注氢管道和物料管道与反应池(2)相连通，其特征在于：
所述催化剂承载件(5)在反应池(2)加氢反应时在物料中悬浮翻转，催化剂承载件(5)内保存有能够与物料充分接触的催化剂，所述催化剂承载件(5)由能被磁力影响的金属制成，转换组件(3)能够将反应仓(21)内的催化剂承载件(5)吸出；
所述后处理组件(4)和反应池(2)分别安装在转换组件(3)两侧，所述后处理组件(4)包括整理震板(41)、输送板(42)和磁吸履带(43)，整理震板(41)能够接收被吸出的催化剂承载件(5)，并将催化剂承载件(5)无堆叠地铺放至输送板(42)，所述磁吸履带(43)由多条磁力带(431)和筛分网(432)组合而成，磁力带(431)具有永磁性，磁力带(431)靠近输送板(42)的一端能够在催化剂承载件(5)经过时使催化剂承载件(5)开放而使内部的催化剂能够被倒出，所述磁吸履带(43)上方安装有催化剂喷洒件(45)，所述催化剂喷洒件(45)能够朝向磁吸履带(43)移动而将催化剂承载件(5)重新压合。
2.根据权利要求1所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，其特征在于：所述反应池(2)包括反应仓(21)、换热管(22)和备料仓(23)，所述换热管(22)安装于反应仓(21)内，并与备料仓(23)相连通，所述反应仓(21)底板设置有出气口(201)。
3.根据权利要求1所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，其特征在于：所述催化剂承载件(5)包括两块弹性绞合连接的密封夹板(51)、过滤网(52)和锁定组件(53)，每个所述密封夹板(51)都具有存储腔，所述过滤网(52)安装于密封夹板(51)存储腔，两块所述密封夹板(51)在通常情况下因铰链弹力而保持张开80～89°夹角。
4.根据权利要求3所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，其特征在于：所述密封夹板(51)对夹后由锁定组件(53)对接密封锁定，所述锁定组件(53)包括按压柱(531)、旋转套筒(532)和限位件(533)，所述按压柱(531)贯穿密封夹板(51)的外侧板体，并从密封夹板(51)内侧部分伸出，按压柱(531)伸入密封夹板(51)的端头安装有抵压板(534)，所述抵压板(534)与密封夹板(51)的外侧板体之间安装有连接弹簧(535)，所述连接弹簧(535)的两端分别连接抵压板(534)和密封夹板(51)。
5.根据权利要求4所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，其特征在于：所述旋转套筒(532)套设在按压柱(531)外围，所述旋转套筒(532)被固定而只能够在密封夹板(51)内轴向旋转，所述旋转套筒(532)内侧具有波浪循环槽(501)，所述波浪循环槽(501)每隔90°进行一次上下简谐波动，并在旋转套筒(532)内侧形成闭环，所述抵压板(534)外围固定安装有至少一根插接柱(536)，所述插接柱(536)的端头插入设置于波浪循环槽(501)，插接柱(536)于波浪循环槽(501)上下内边贴合。
6.根据权利要求5所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，其特征在于：所述旋转套筒(532)外围具有单向齿环(537)，所述旋转套筒(532)外部设置有防逆件(538)，所述防逆件(538)与单向齿环(537)齿牙配合。
7.根据权利要求6所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，其特征在于：所述旋转套筒(532)与旋转锁柱(539)同轴连接，旋转锁柱(539)伸出密封夹板(51)并能够与旋转套筒(532)一同轴向旋转，未设置锁定组件(53)的密封夹板(51)在与旋转锁柱(539)的对应处设置有配合锁口(502)，所述旋转锁柱(539)外周壁圆周对称安装有两块凸出块，所述配合锁口(502)具有与旋转锁柱(539)凸出块配合的凹陷槽。
8.根据权利要求1所述的一种制备2，4二氟苯胺的催化加氢系统，其特征在于：所述转换组件(3)包括旋转装置(31)、携动板(32)和磁吸板(33)，所述旋转装置(31)能够轴向旋转地安装于加氢仓(1)内，所述携动板(32)安装于旋转装置(31)的外周壁，从而随旋转装置(31)共同进行旋转，所述磁吸板(33)安装于携动板(32)内框，并能够被带动而在携动板(32)内框内进行轴向旋转，从而进行翻转，所述磁吸板(33)在通电情况下能够产生磁性。
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