CN205925653U - 一种气相反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气相反应装置，包括：反应物预处理装置；产物回收装置；反应装置，其包括U型管和用于加热U型管的电阻炉；所述U型管包括预热管以及与预热管连通的反应管；所述预热管上设置有与反应物预处理装置连通的进料奶嘴；所述反应管上设置有与产物回收装置连通的出料奶嘴；所述反应管内设置有防止催化剂随反应气体流出的第一微孔负载挡板；所述反应管上设置有用于装填催化剂的密封法兰。本实用新型的气相反应装置，对于不同反应类型，只需要拧开U型管的法兰即可将U形管从电阻炉上取出并且实现对反应所需的催化剂的装填；该气相反应化装置结构简单，组装和拆卸比较方便，操作简易，适用范围广泛。

Description

一种气相反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种反应装置。更具体的说，本实用新型涉及一种气相反应装置。

背景技术

目前气相氧化装置一般以流化床和沸腾床为主，装置属于工业级装置，实验室用的微型气相氧化装置较少报道。报道的也一般为固定的气相氧化装置，不能根据实验需求进行增加或减少反应气体组分，且气相氧化装置组装、拆卸很复杂，进行一次实验需要大量的时间进行组装；在不同种类的反应中，催化剂的装填和卸载很困难，也影响了反应装置的适用性。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种气相反应装置，包括：反应物预处理装置；产物回收装置；反应装置，其包括U型管和用于加热U型管的电阻炉；所述U型管包括预热管以及与预热管连通的反应管；所述预热管上设置有与反应物预处理装置连通的进料奶嘴；所述反应管上设置有与产物回收装置连通的出料奶嘴；所述反应管内设置有防止催化剂随反应气体流出的第一微孔负载挡板；所述反应管上设置有用于装填催化剂的密封法兰。

优选的是，所述预热管由多根预热支管并联而成，所述反应管由多根反应支管并联而成。

优选的是，所述进料奶嘴位于预热管管道中轴线上，所述预热管内设置有扰流的挡板；所述出料奶嘴位于反应管管道边缘。

优选的是，所述第一微孔负载挡板和法兰之间设置有多个第二微孔负载挡板，所述第二微孔负载挡板将第一微孔负载挡板和法兰之间的腔室分割成多个腔室，多个所述腔室为相间的装有催化剂的多个腔室。

优选的是，所述电阻炉为双管定碳炉，所述预热管与反应管分别放置在双管定碳炉两炉膛内。

优选的是，所述反应管的法兰连接端的侧壁上设置有与预热管连通的小于预热管直径的连接管；所述连接管处设置有防止催化剂漏到预热管内的第三微孔负载挡板。

优选的是，所述反应物预处理装置包括气体发生装置、液体输入装置，空气泵；所述反应物预处理装置设置有多个用于气体和液体流量监测的质量流量计、多个用于气体和液体流量控制的控制阀门；所述反应物预处理装置产生液体和气体通过一个三通阀连通进料奶嘴。

优选的是，所述产物回收装置包括与出料奶嘴连接的至少一组冷凝装置、与冷凝装置相连的至少一组收集装置以及处理冷凝后气体的尾气处理装置；所述冷凝装置包括低温恒温槽、蛇形冷凝管以及配套软管。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型的气相反应装置可根据实验需求设置为一种或多种气体反应的装置，反应过程中，只需要利用空气泵，质量流量计，阀门等改变不同气体组分的流量和比例；

2、本实用新型的气相反应装置，对于不同反应类型，只需要拧开U型管的法兰即可将U形管从电阻炉上取出并且实现对反应所需的催化剂的装填；双管定碳炉可在较大范围的温度调控，实现对液体的预热气化以及为反应提供所需的温度；该气相反应化装置结构简单，组装和拆卸比较方便，操作简易，适用范围广泛。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本实用新型的气相反应装置的结构示意图；

图2为U型管的一种实例的结构示意图；

图3为U形管的另一实例的结构示意图；

图中，1U形管，2电阻炉，3液体输送装置，4气体发生装置，5空气泵，6蛇形冷凝管，7低温恒温槽，8收集装置，9尾气处理装置，10质量流量计，11三通阀，12控制阀门，13进料奶嘴，14出料奶嘴，15预热管，16第一微孔负载挡板，17反应管，18法兰，19挡板，20第二微孔负载挡板，21第三微孔负载挡板，22连接管。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1、图2根据本实用新型的一种实现方式，其中包括：反应物预处理装置；产物回收装置；反应装置，其包括U型管1和用于加热U型管的电阻炉2；所述U型管包括预热管15以及与预热管连通的反应管16；所述预热管上设置有与反应物预处理装置连通的进料奶嘴13；所述反应管上设置有与产物回收装置连通的出料奶嘴14；所述反应管内设置有防止催化剂随反应气体流出的第一微孔负载挡板16；所述反应管上设置有用于装填催化剂的密封法兰18。本实用新型的气相反应装置中的预热管使得从反应物预处理装置中出来的高沸点液体气化和预热的作用；第一负载微孔挡板可以根据不同气相反应对催化剂的需求量的不同在反应管内上下移动且将催化层固定，防止催化剂随气体流动；拧开法兰可将固定在电阻炉内的U型管取出，催化剂的装填可以通过拧开法兰处的开口实现；法兰及第一微孔负载挡板均为不锈钢304材质。

在另一种实例中，所述预热管15由多根预热支管并联而成，所述反应管17由多根反应支管并联而成。多更预热支管将反应的气体和液体分流，使得液体和气体的预热接触面变大，而且管道变小阻力变大，气体和液体的流速变小预热的时间更长；更多的反应管支管的管道变小，气体的流速变小，气体在反应的支管中反应时间变长，反应更加充分，产物产率变高。

在另一种实例中，所述进料奶嘴13位于预热管15管道中轴线上，所述预热管内设置有扰流的挡板21；所述出料奶嘴14位于反应管17管道边缘。反应管、预热管的管道中轴线上流体的流速快而边缘的流速慢；出料奶嘴使得气体的流出速度慢，反应更加充分。扰流挡板的扰流作用使高沸点液体在预热管中气化时间更长。

在另一种实例中，所述第一微孔负载挡板16和法兰18之间设置有多个第二微孔负载挡板20，所述第二微孔负载挡板将第一微孔负载挡板和法兰之间的腔室分割成多个腔室，多个所述腔室为相间的装有催化剂的多个腔室。相间的催化剂腔室一方面使得气体催化的效果更好，另一方面让气体的流速变慢使得催化反应时间更长。

在另一种实例中，所述电阻炉2为双管定碳炉，所述预热管15与反应管17分别放置在双管定碳炉两炉膛内。双管定碳炉采用硅碳棒作加热元件，炉膛系聚轻材料，外壳采用优质钢板折边焊接成型，该炉升温速度快，温度均匀，采用双层结构，空气对流隔热，两边装有活动按锁，管道更换方便，额定温度为1300℃。

在另一种实例中，所述反应管的法兰19连接端的侧壁上设置有与预热管连通的小于预热管直径的连接管22；所述连接管处设置有防止催化剂漏到预热管内的第三微孔负载挡板21。细小的连接管是进入反应管的气体流速变小，反应时间更长，反应的转化率变高；第三微孔负载挡板在反应停止时可以有效的防止催化剂进入预热管，使得装填催化剂方便。

在另一种实例中，所述反应物预处理装置包括气体发生装置4、液体输入装置3，空气泵5；所述反应物预处理装置设置有多个用于气体和液体流量监测的质量流量计10、多个用于气体和液体流量控制的控制阀门12；所述反应物预处理装置产生液体和气体通过一个三通阀11连通进料奶嘴。根据不同反应的需要，只需要利空气泵，质量流量计，阀门改变多组分气体或单一组分气体和高沸点液体的流量以及比例。

在另一种实例中，所述产物回收装置包括与出料奶嘴连接的至少一组冷凝装置、与冷凝装置相连的至少一组收集装置8以及处理冷凝后气体的尾气处理装置9；所述冷凝装置包括低温恒温槽7、蛇形冷凝管6以及配套软管。低温冷凝恒温槽使得反应后的高温气体得到有效的冷凝效果，回收率变高，而经过冷凝装置而未冷凝的气体进入尾气处理装置而避免对环境造成污染，有着绿色环保的作用。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (8)

1.一种气相反应装置，其特征在于，包括：

反应物预处理装置；

产物回收装置；

反应装置，其包括U型管和用于加热U型管的电阻炉；所述U型管包括预热管以及与预热管连通的反应管；所述预热管上设置有与反应物预处理装置连通的进料奶嘴；所述反应管上设置有与产物回收装置连通的出料奶嘴；所述反应管内设置有防止催化剂随反应气体流出的第一微孔负载挡板；所述反应管上设置有用于装填催化剂的密封法兰。

2.如权利要求1所述的气相反应装置，其特征在于，所述预热管由多根预热支管并联而成，所述反应管由多根反应支管并联而成。

3.如权利要求1所述的气相反应装置，其特征在于，所述进料奶嘴位于预热管管道中轴线上，所述预热管内设置有扰流的挡板；所述出料奶嘴位于反应管管道边缘。

4.如权利要求1所述的气相反应装置，其特征在于，所述第一微孔负载挡板和法兰之间设置有多个第二微孔负载挡板，所述第二微孔负载挡板将第一微孔负载挡板和法兰之间的腔室分割成多个腔室，多个所述腔室为相间的装有催化剂的多个腔室。

5.如权利要求1所述的气相反应装置，其特征在于，所述电阻炉为双管定碳炉，所述预热管与反应管分别放置在双管定碳炉两炉膛内。

6.如权利要求1所述的气相反应装置，其特征在于，所述反应管的法兰连接端的侧壁上设置有与预热管连通的小于预热管直径的连接管；所述连接管处设置有防止催化剂漏到预热管内的第三微孔负载挡板。

7.如权利要求1所述的气相反应装置，其特征在于，所述反应物预处理装置包括气体发生装置、液体输入装置，空气泵；所述反应物预处理装置设置有多个用于气体和液体流量监测的质量流量计、多个用于气体和液体流量控制的控制阀门；所述反应物预处理装置产生液体和气体通过一个三通阀连通进料奶嘴。

8.如权利要求1所述的气相反应装置，其特征在于，所述产物回收装置包括与出料奶嘴连接的至少一组冷凝装置、与冷凝装置相连的至少一组收集装置以及处理冷凝后气体的尾气处理装置；所述冷凝装置包括低温恒温槽、蛇形冷凝管以及配套软管。