CN206121756U - 一种汽提法连续酯化反应器 - Google Patents

Abstract

一种汽提法连续酯化反应器，包括筒体、支架和加热装置，所述筒体固定在支架上，筒体一侧面的上部设有热载体进料口、高沸点物质进料口，筒体侧面的下部设有低沸点物质进料口；筒体的顶部设有气体出料口，筒体的底部设有液体出料口；筒体的另一侧底部设有热载体出口、和载气气体进料口；筒体的内部由上至下依次装有气液分离器、液体分布器、第一组磁环、催化剂、第二组磁环和不锈钢网架。该反应器能够使酸和醇在催化剂床层逆向流动，提高酯化效率；同时使用载气将产生的副产物水带出反应器，进一步促进酯化反应的进行得到高纯度的酯。

Description

一种汽提法连续酯化反应器

技术领域

本实用新型涉及一种化工生产的酯化反应用固定床连续酯化反应器，特别是涉及一种汽提法连续酯化反应器。

背景技术

酯化反应是化工生产中最常用的反应之一。通常由酸或者酸酐与醇在酸性催化剂作用下生成相应的酯。所用的传统催化剂为液体无机酸类化合物，如硫酸、盐酸、磷酸等。当使用此类催化剂时，存在催化剂腐蚀设备、废催化剂的后处理等一系列问题。为解决此问题，研究开发了固体酸类催化剂，如强酸性离子树脂、固体超强酸、分子筛、杂多酸等。将催化剂固定在固定床反应器上，让酸和醇连续进料，减少能源消耗，稳定生产，提高产品质量，同时能够减少无机酸腐蚀设备及废酸后处理等问题。

当酸与醇为原料反应时，反应是一个可逆反应，副产物中含有大量的水。随着反应的进行，体系中的水分增加，导致反应达到可逆的平衡。为了增加酯类化合物的产率，人们想到了诸多方法，比如：改变醇酸化合物的摩尔比，让过量的组分继续扩大过量的份额，但是此种方法必然增大过量组分的循环，导致能源消耗变大。人们想到将副产物水移出体系中，比如用膜分离反应器进行边酯化边分离水。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的诸多问题，本实用新型提供一种汽提法连续酯化反应器，该反应器使用载气将反应过程产生的水移出反应体系，提高酯化反应的收率。

解决上述技术问题采用如下技术方案：

一种汽提法连续酯化反应器，包括筒体、支架和加热装置，所述筒体固定在支架上，所述筒体侧面的上部设有热载体进料口、高沸点物质进料口，筒体侧面的下部设有低沸点物质进料口；筒体的顶部设有气体出料口，筒体的底部设有液体出料口；筒体的另一侧底部设有热载体出口和载气气体进料口；筒体的内部由上至下依次装有气液分离器、液体分布器、第一组磁环、催化剂、第二组磁环和不锈钢网架。

作为优选，热载体进料口位于高沸点物质进料口的上方。

作为优选，所述的第一组磁环、第二组磁环各自含有不同直径的磁环。

作为优选，所述加热装置设置在筒体的外侧使用夹套形式通过热载体进行加热或直接电加热。

作为优选，筒体的侧面设有与催化剂相接触的测温口。

作为优选，载气气体进料口位于筒体底部一侧。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型的整体结构为筒体，在筒体上设置了高沸点物质进料口、低沸点物质进料口、载气进料口、液体出料口、气体出料口和测温口。筒体内部由上至下依次为气液分离器、液体分布器、不同直径的磁环、固体催化剂、不同直径的磁环和不锈钢网架。固体催化剂，避免了使用液体催化剂带来的设备腐蚀及废酸的后处理难题。载气将反应产生的副产物水带出反应器，能够使酸和醇在催化剂床层逆向流动，提高酯化效率；同时使用载气将产生的副产物水带出反应器，进一步促进酯化反应的进行得到高纯度的酯。该反应器是固定床连续酯化反应器中引入汽提工艺用的理想装置。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图中标记：气体出料口1，热载体入口2，高沸点物质进料口3、测温口4、低沸点物质进料口5、支架6、液体出料口7、载气气体进料口8、热载体出口9、不锈钢网架10、第二组不同直径的磁环11、固体催化剂12、第一组不同直径的磁环13、液体分布器14、气液分离器15。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的描述。附图为简化的结构示意图，仅以示意的方式说明本实用新型的结构。

见附图1，一种汽提法连续酯化反应器，包括筒体、支架6和加热装置，筒体固定在支架6上，筒体一侧面的上部设有热载体入料口2、高沸点物质进料口3，热载体入料口2位于高沸点物质进料口3的上方，中部设有测温口4，下部设有低沸点物质进料口5。筒体的顶部设有气体出料口1，筒体的底部设有液体出料口7。筒体的另一侧底部设有热载体出口9、载气气体进口8。筒体内部由上至下依次装有气液分离器15、液体分布器14、第一组不同直径的磁环13、固体催化剂12、第二组不同直径的磁环11和不锈钢网架10。第二组不同直径的磁环11用不锈钢网架10支撑。

见图1，测温口4与固体催化剂12相接触。

本实用新型的加热装置设置在筒体的外侧使用夹套形式通过热载体进行加热或直接电加热。热载体选用水蒸气或导热油，本实施例选用水蒸气，水蒸气由热载体入口2进入筒体，沿筒体壁流动，由热载体出口9排出加热筒体。

本实用新型的磁环设置为两组，沿筒体内圆周按序设置。每组磁环由多层磁环组成，按大、中、小直径排布构成第一、第二组不同直径的磁环13、11，其中第一组不同直径的磁环13位于液体分布器的下方，固体催化剂12的上部，作用是将高沸点物质液体均匀分布。第二层不同直径的磁环11位于固体催化剂12的下部，作用是与不锈钢网架10一起支撑反应体系。

本实施例在φ100*5000 mm的不锈钢固定床反应器中进行，反应器中部填装10-20Kg固体催化剂12。上部和下部使用液体进料泵将高、低沸点物质原料加入到预热器内预热后分别由高沸点物质进料口3、低沸点物质进料口5进入到反应体系内。载气经预热后通过下部的载气气体进料口8进入筒体内。酯类化合物通过冷凝在筒体的下部分回收，由液体出料口7放出。上部分放出的低沸点物质和水通过气液分离器冷凝回收，载气直接排空。通过调节酸、醇、载气的流速和温度以及固定床的反应温度调节产物的收率，得到高纯度的酯。

本实施例采用的酸为正辛酸，醇为乙醇，固体催化剂为D008强酸性离子树脂，将正辛酸配成0.5-1.5 mol/L的乙醇溶液，从固定床反应器上部以20-50 Kg/h的速率加入，进入液体分布器14均匀分配，经第一层不同直径的磁环13进入筒体内。乙醇从固定床反应器下部以10-20 Kg/h的速率加入进入筒体内。载气为氮气，流速为1000-3000 L/h。正辛酸的乙醇溶液和乙醇的进样温度都为80-150℃，氮气的温度为120-180℃，固定床反应器的温度为80-150℃。最终得到正辛酸乙酯，产品单程收率大于99%。

Claims (6)

1.一种汽提法连续酯化反应器，包括筒体、支架和加热装置，所述筒体固定在支架上，其特征在于，所述筒体侧面的上部设有热载体进料口、高沸点物质进料口，筒体侧面的下部设有低沸点物质进料口；筒体的顶部设有气体出料口，筒体的底部设有液体出料口；筒体的另一侧底部设有热载体出口和载气气体进料口；筒体的内部由上至下依次装有气液分离器、液体分布器、第一组磁环、催化剂、第二组磁环和不锈钢网架。

2.根据权利要求1所述的一种汽提法连续酯化反应器，其特征在于热载体进料口位于高沸点物质进料口的上方。

3.根据权利要求1所述的一种汽提法连续酯化反应器，其特征在于，第一组磁环、第二组磁环各自包含不同直径的磁环。

4.根据权利要求1所述的一种汽提法连续酯化反应器，其特征在于，所述加热装置设置在筒体的外侧使用夹套形式通过热载体进行加热或直接电加热。

5.根据权利要求1所述的一种汽提法连续酯化反应器，其特征在于，筒体的侧面设有与催化剂相接触的测温口。

6.根据权利要求1所述的一种汽提法连续酯化反应器，其特征在于，载气气体进料口位于筒体底部一侧。