CN208229867U - 一种辅助催化剂的加料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辅助催化剂的加料装置，用于气相催化氧化乙二醇制备乙二醛的助剂加料装置技术领域，包括反应罐和用于储放液态辅助催化剂的储料罐，还包括气化室，所述储料罐靠近底部位置设有通入所述气化室的输料管，所述输料管上安装有用于将液态辅助催化剂雾化的雾化机构，所述气化室连接有一个用于气化升温的加热机构，所述反应罐与所述气化室连通。本实用新型将液态的辅助催化剂先雾化再气化形成气态催化剂参与气态化学反应，提高了辅助催化剂的催化效率。

Description

一种辅助催化剂的加料装置

技术领域

本实用新型涉及一种辅助催化剂的加料装置，属于气相催化氧化乙二醇制备乙二醛的助剂加料装置技术领域。

背景技术

近年来乙二醛是颇受国内外化工界重视的精细石油化学品，据文献资料统计，生产乙二醛的工艺有近10种，但乙二醇气相催化氧化法是乙二醛的传统生产方法，目前我国的乙二醛厂家普遍采用该方法进行生产。

乙二醇气相催化氧化法是将乙二醇预热气化后，与预热空气、水蒸汽和氮气混合进入反应罐中进行反应，反应罐中依次包括催化反应段、换热段和水激冷段。催化反应段是气化后的乙二醇与预热空气、水蒸汽和氮气混合，在催化剂作用下发生催化氧化反应，生成乙二醛气体并产生大量的热；换热段是将空气和循环气混合物与乙二醛气体进行换热，乙二醛气体温度降低，空气和循环气温度升高并与导热油换热，将导热油升温，导热油再给原料乙二醇提供热量，将乙二醇气化，气化后的乙二醇与预热好的空气和氮气混合后进入反应罐中进行反应；水激冷段是以冷水激冷乙二醛气体形成乙二醛水溶液，避免气态乙二醛温度过高发生碳化降低乙二醛产量。

在进行催化氧化反应过程中，除了反应罐中预留好的固态催化剂，还需要添加辅助催化剂，但是，液态的辅助催化剂由于与气态的反应原料乙二醇的接触面积较小，且分散不均匀，容易降低催化效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中所存在的液态催化剂催化气态化学反应效率低下的不足，而提供一种辅助催化剂的加料装置，可以将液态的催化剂进行气化来对气态化学反应进行催化，较大地提高了催化效率。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种辅助催化剂的加料装置，包括反应罐和用于储放液态催化剂的储料罐，还包括气化室，储料罐靠近底部位置连接有伸入气化室内部的输料管，输料管上安装有用于将液态催化剂雾化的雾化机构，气化室连接有一个用于气化升温的加热机构，反应罐与气化室连通。

通过上述技术方案，液态催化剂在进入反应罐中进行催化反应之前，先通过雾化装置将液态的催化剂进行雾化，雾化后的催化剂变成小液滴，在与加热机构连接的气化室内的高温环境下发生气化，最后将气态的催化剂通入反应罐中对气态的化学反应进行催化，由于气态催化剂与气态反应原料之间的分子碰撞更多，发生化学反应更加迅速，从而较大地提高了催化剂的催化效率。

进一步优选为：雾化机构包括安装在输料管上且位于气化室外部的液压泵和若干安装在输料管上且位于气化室内部的喷淋管，喷淋管上安装有若干雾化喷头。

通过上述技术方案，在气化室内的输料管上安装喷流管和雾化喷头，通过液压泵对输料管中的催化剂施压，使催化剂在雾化喷头处喷出，喷出的雾状小液滴在气化室内的高温条件下迅速蒸发，变为气态，提高了催化剂从液态转变成气态的转化速率。

进一步优选为：气化室的底部连通有一个回流管，回流管上安装有循环泵，回流管一端与气化室底部连通，另一端连通位于储料罐和液压泵之间的输料管，回流管上设有回流阀门。

通过上述技术方案，气化室中的雾状催化剂有时会由于凝聚形成大液珠沉降在气化室底部，重新变回液态，回流管和循环泵将聚集在气化室底部的液态催化剂重新注进输料管中，并通过液压泵进行二次雾化，避免催化剂浪费，节省成本。

进一步优选为：加热机构包括贴靠设置在反应罐侧壁上的导热管和开设在气化室侧壁中的导热腔，导热管连通导热腔并填充有导热介质。

通过上述技术方案，由于大多数气态化学反应都会放出大量的热量，为了保证反应的稳定进行和现场人员安全，通常都需要设置导热管并在其中注入导热介质将热量传递散发出去，导热腔与导热管连通可以使气化室借助反应产生的热量对雾状的催化剂进行高温气化，节省能源，降低成本。

进一步优选为：气化室的顶部盖合有顶盖，顶盖上设有连通气化室和反应罐的输气管。

通过上述技术方案，为了避免气化室中沉积的液态催化剂进入反应罐中，在气化室的顶盖上设置与反应罐连通的输气管，可以使进入输气管中的催化剂绝大部分都是气态，较少部分为雾状，从而较好地提高催化剂的催化效率。

进一步优选为：输气管上安装有用于加快气体流通的通风扇。

通过上述技术方案，通风扇有助于在气化室中的气态催化剂快速通过输气管进入反应罐中，避免气态催化剂在气化室中积存，降低催化效率。

进一步优选为：输料管位于储料罐和回流管之间的部位上安装有一个计量泵。

通过上述技术方案，由于化工生产中催化剂对化学反应的作用巨大，因此需要精确控制用量，而且有的催化剂成本昂贵，为了避免浪费，也需要精确控制用量，计量泵可以根据反应时间和程度对催化剂的投入速度进行调整，减少催化剂浪费。

进一步优选为：储料罐上安装有电机，电机连接有穿入储料罐内部的搅拌轴，搅拌轴上安装有搅拌叶。

通过上述技术方案，如果不对催化剂进行搅拌，储料罐中的液态催化剂容易凝结成块，而且若是由多种不同的物质混合而成的催化剂更容易因沉降而出现分层，失去催化效果，因此储料罐内的搅拌轴和搅拌叶有助于液态催化剂时刻保持成分均匀且不结块，便于催化剂的使用。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.将液态催化剂进行气化来对气态化学反应进行催化反应，气态的催化剂与气态的反应原料之间分子碰撞更容易、有效分子碰撞更多，更容易发生化学反应，从而提高催化剂的催化效率；

2.在将液态催化剂进行气化之前，先通过雾化机构将催化剂雾化，雾化成小液滴的催化剂在气化室内的高温环境下更容易发生气化，气化效率更高，从而提高催化剂催化效率。

附图说明

图1是本实施例的剖面结构示意图。

图中，1、反应罐；11、进气管；12、出气管；2、储料罐；21、输料管；22、计量泵；23、电机；24、搅拌轴；25、搅拌叶；26、出料口；27、出料阀门；3、气化室；31、回流管；32、循环泵；33、回流阀门；34、顶盖；35、输气管；36、通风扇；4、雾化机构；41、液压泵；42、喷淋管；43、雾化喷头；5、加热机构；51、导热管；52、导热腔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

一种辅助催化剂的加料装置，如图1所示，包括反应罐1、储料罐2和气化室3，储料罐2与气化室3连通，气化室3与反应罐1连通。

如图1所示，储料罐2上安装有电机23，电机23固定连接有一根插入储料罐2内部的搅拌轴24，搅拌轴24上固定安装有若干搅拌叶25，储料罐2的底部开设有出料口26，出料口26上安装有出料阀门27，储料罐2中物料可以从出料口26中排出；储料罐2靠近底部的侧壁上连通有输料管21，输料管21插入气化室3内部。

如图1所示，输料管21上设置有雾化机构4，雾化机构4包括液压泵41、若干喷淋管42和若干雾化喷头43，液压泵41安装在输料管21位于储料罐2和气化室3之间部位上，喷淋管42安装在输料管21位于气化室3内部的部位上，若干雾化喷头43均布在喷淋管42上。为了精准控制催化剂的用量及投料速度，在储料罐2和液压泵41之间的输料管21上还安装有一个计量泵22，从而随时根据反应时间和程度调节催化剂的投放速度，减少催化剂浪费，节约成本。

如图1所示，气化室3的底部连通有回流管31，回流管31一端连通气化室3，另一端连通位于储料罐2和液压泵41中间的输料管21，回流管31上安装有循环泵32和回流阀门33，循环泵32将聚集沉降在气化室3底部的液态催化剂重新抽送到输料管21中，通过雾化机构4进行二次雾化，再气化，达到节省催化剂的效果。气化室3的顶部盖合有顶盖34，顶盖34上设有连接有连通反应罐1的输气管35，反应罐1靠近输气管35的一端设有进气管11，远离进气管11的一端设有出气管12，进气管11用于向反应罐1中输送气态原料反应物，出气管12用于将反应后的气态产物输送出反应罐1，输气管35上设置有一个通风扇36，用于加快气化室3内的气态催化剂向反应罐1中流动。

如图1所示，气化室3的侧壁内设有导热腔52，加热机构5包括导热腔52和贴靠反应罐1侧壁设置的导热管51，导热管51与导热腔52连通，导热管51和导热腔52中填充有导热介质。反应罐1中进行的气态化学反应往往会放出大量的热，通过导热管51将热量传递至气化室3中供雾状的催化剂气化吸热使用，达到节省能源、环保的效果。

工作原理：将液态催化剂投放至储料罐2中，储料罐2中的搅拌轴24和搅拌叶25时刻对催化剂进行搅拌，输料管21将液态催化剂输送至气化室3中，且在气化催化剂之前通过雾化机构4将液态催化剂雾化成小液滴，小液滴状的催化剂更容易气化，成为气态催化剂通过输气管35进入反应罐1中参与催化反应，反应过程中产生的大量的热由导热管51传递至导热腔52中，对气化室3进行升温，提供气化高温条件。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种辅助催化剂的加料装置，包括反应罐（1）和用于储放液态催化剂的储料罐（2），其特征是：还包括气化室（3），所述储料罐（2）靠近底部位置连接有伸入所述气化室（3）内部的输料管（21），所述输料管（21）上安装有用于将液态催化剂雾化的雾化机构（4），所述气化室（3）连接有一个用于气化升温的加热机构（5），所述反应罐（1）与所述气化室（3）连通。

2.根据权利要求1所述的一种辅助催化剂的加料装置，其特征是：所述雾化机构（4）包括安装在所述输料管（21）上且位于所述气化室（3）外部的液压泵（41）和若干安装在所述输料管（21）上且位于所述气化室（3）内部的喷淋管（42），所述喷淋管（42）上安装有若干雾化喷头（43）。

3.根据权利要求2所述的一种辅助催化剂的加料装置，其特征是：所述气化室（3）的底部连通有一个回流管（31），所述回流管（31）上安装有循环泵（32），所述回流管（31）一端与所述气化室（3）底部连通，另一端连通位于所述储料罐（2）和所述液压泵（41）之间的输料管（21），所述回流管（31）上设有回流阀门（33）。

4.根据权利要求1所述的一种辅助催化剂的加料装置，其特征是：所述加热机构（5）包括贴靠设置在所述反应罐（1）侧壁上的导热管（51）和开设在所述气化室（3）侧壁中的导热腔（52），所述导热管（51）连通所述导热腔（52）并填充有导热介质。

5.根据权利要求3所述的一种辅助催化剂的加料装置，其特征是：所述气化室（3）的顶部盖合有顶盖（34），所述顶盖（34）上设有连通所述气化室（3）和所述反应罐（1）的输气管（35）。

6.根据权利要求5所述的一种辅助催化剂的加料装置，其特征是：所述输气管（35）上安装有用于加快气体流通的通风扇（36）。

7.根据权利要求3所述的一种辅助催化剂的加料装置，其特征是：所述输料管（21）位于所述储料罐（2）和所述回流管（31）之间的部位上安装有一个计量泵（22）。

8.根据权利要求1所述的一种辅助催化剂的加料装置，其特征是：所述储料罐（2）上安装有电机（23），所述电机（23）连接有穿入所述储料罐（2）内部的搅拌轴（24），所述搅拌轴（24）上安装有搅拌叶（25）。