CN219502693U - 一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，属于化工领域，用于解决现有技术中反应不均和反应效率低的问题。包括有能转动的转筒，所述转筒内壁上固接有混合组件，用于跟随转筒转动混合物料；风机单元，所述风机单元与所述转筒连通，用于为所述转筒内循环二氧化碳；加热单元，所述加热单元与所述风机单元连通，用于加热二氧化碳。本发明进行2，5‑呋喃二甲酸的制备时，物料跟随转筒转动混合，增加了物料在转筒内的滞留时间，并且物料运动到到高处，在重力作用下落下时，流动态的物料在空中横截面减小，可以更地与二氧化碳进行反应。

Description

一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器

技术领域

本实用新型属于化工领域，特别是涉及一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器。

背景技术

2，5-呋喃二甲酸为呋喃的衍生物，现有合成主要采用的是5-羟甲基糠醛氧化的方法，但5-羟甲基糠醛结构不稳定，水溶性极好难分离，导致制备高纯度5羟甲基糠醛难度大，成本高；另一种合成2,5-呋喃二甲酸的方法采用的是糠酸(盐)与二氧化碳加成反应，该方法的原料糠酸来源于非粮生物质转化，并已实现规模化生产，价格低廉。

在专利US20200157071中公开了一种以金属催化剂催化糠酸(盐)与二氧化碳歧化制备2，5-呋喃二甲酸的方法，在专利CN108558800A中公开了以呋喃甲酸钾/钠，在低熔点熔融盐如甲酸钾、甲酸钠、醋酸钾等作为介质时，可以与二氧化碳高效制备2，5-呋喃二甲酸，但存在问题：该状态下缺少溶剂等液相向反应体系内的传热与传质，导致传统的溶液型搅拌等方式的反应器并不适用于该反应体系(半熔融态下热量无法均匀传递，并且搅拌无法对体系进行充分分散)，反应极其不均，反应效率低。

现提出一种提升反应效果和反应效率的转鼓式反应器。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，用于解决现有技术中反应不均和反应效率低的问题。

本实用新型提供一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，包括有能转动的转筒，所述转筒内壁上固接有混合组件，用于跟随转筒转动混合物料；

风机单元，所述风机单元与所述转筒连通，用于为所述转筒内循环二氧化碳；

加热单元，所述加热单元与所述风机单元连通，用于加热二氧化碳。

作为可选方案，所述混合组件包括有螺旋带和运料格；

若干所述螺旋带绕转筒轴心线均匀固接在转筒内壁上，所述螺旋带两端分别与转筒两端面固接，所述螺旋带上均开设有运料格，若干所述运料格沿螺旋带的螺旋面均匀布置。

作为可选方案，所述反应器还包括有底座、套环、齿圈、齿轮和旋转动力源；

所述底座顶面固接有两个所述套环，两个所述套环同轴心线，所述转筒转动安装在两个所述套环上，所述转筒的圆周外壁上还固接有所述齿圈，所述套环上还安装有所述旋转动力源，所述旋转动力源的输出轴上固接有齿轮，所述齿轮与所述齿圈啮合。

作为可选方案，所述转筒两端面圆心位置均固接有凸环，所述凸环内侧与转筒内部连通，所述凸环内侧均安装有动密封元件。

作为可选方案，所述风机单元包括有第一管道、第二管道、风机、滤板、第一电磁阀和第二电磁阀；

所述风机的出风侧与所述第一管道连通，所述第一管道另一端插入转筒一侧的凸环内，并与动密封元件配合，所述风机的进风侧与所述第二管道连通，所述第二管道另一端插入转筒另一侧的凸环内，并与另一侧的动密封元件配合，所述第二管道内还安装有阻挡物料通过的滤板；

所述第一管道上还安装有第一电磁阀，所述第二管道上安装有第二电磁阀。

作为可选方案，所述所述转筒轴心线与地面呈10°夹角，所述转筒与第一管道连通的一端水平高度高于另一端。

作为可选方案，所述加热单元包括有气体加热筒，所述气体加热筒安装在第一管道上。

作为可选方案，所述第一管道内还设置有进料管道，所述进料管道一端沿第一管道内部伸入所述转筒内，所述进料管道伸入所述转筒的一端与第一管道同轴心线，所述进料管道另一端穿过第一管道侧壁伸至外部，所述进料管道上还安装有第三电磁阀。

作为可选方案，所述转筒与第二管道连通的一端端面上还固接有出料管。

作为可选方案，所述第一管道、第二管道底面均安装有支架。

如上所述，本实用新型至少具有以下有益效果：

1.本发明进行2，5-呋喃二甲酸的制备时，物料跟随转筒转动混合，增加了物料在转筒内的滞留时间，并且物料运动到到高处，在重力作用下落下时，流动态的物料在空中横截面减小，可以更地与二氧化碳进行反应。

2.本发明通过重力使流动态的物料下落时，物料拉丝横截面变小，更好地与二氧化碳进行接触，避免一大团汇聚，物料内部接触不到二氧化碳，导致反应不均。

3.物料通过进料管道进入转筒内，第一管道内的热气体对进料管道加热，进而对物料进行预热，方便物料再进入转筒后，更快地到达反应温度，提升反应效率。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为本实用新型的转筒示意图。

图3为本实用新型的运料格示意图。

图中：101、转筒；102、螺旋带；103、运料格；104、凸环；

201、底座；202、套环；203、齿圈；204、齿轮；205、旋转动力源；

301、第一管道；302、第二管道；303、风机；304、滤板；305、第一电磁阀；306、第二电磁阀；307、支架；

401、气体加热筒；

501、进料管道；502、第三电磁阀；503、出料管。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

本实施例中，请参阅图1，本实用新型提供一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，包括有能转动的转筒101，所述转筒101内壁上固接有混合组件，用于跟随转筒101转动混合物料；

风机单元，所述风机单元与所述转筒101连通，用于为所述转筒101内循环二氧化碳；

加热单元，所述加热单元与所述风机单元连通，用于加热二氧化碳。

该实施例中，将呋喃甲酸盐、碱性催化剂(包括碱金属或碱土金属的碳酸盐、碳酸氢盐、磷酸盐、氢氧根碱等，以及低熔点的熔盐(包括甲酸钾、甲酸钠、醋酸钾、醋酸钾/醋酸钠混合熔盐、异丁酸钾、醋酸铯等)，保证物料体系初期能够形成流动态，三组份加入到水溶液进行混合溶剂，而后利用减压蒸馏或喷雾干燥等方法除去水溶液，得到三种组分均匀混合的干燥反应物体系，体系中水含量<20ppm；

将物料放入转筒101中，通过风机单元注入二氧化碳，加热单元将注入的二氧化碳升温，物料成为流动态，转筒101内的压力设定在0.1-2MPa，反应温度设定在270-320℃，转筒101转动带动物料反应；

将反应结束得到的固体料，溶解在水中，而后加入活性炭进行脱色，过滤除掉活性炭，得到的澄清透明水溶液，加盐酸进行酸化，再对其进行抽滤，得到纯白色固体，用工业乙醇洗涤，得到高纯度2，5-呋喃二甲酸单体；

本发明进行2，5-呋喃二甲酸的制备时，物料跟随转筒转动混合，增加了物料在转筒内的滞留时间，并且物料运动到到高处，在重力作用下落下时，流动态的物料在空中横截面减小，可以更地与二氧化碳进行反应。

请参阅图3，所述混合组件包括有螺旋带102和运料格103；

若干所述螺旋带102绕转筒101轴心线均匀固接在转筒101内壁上，所述螺旋带102两端分别与转筒101两端面固接，所述螺旋带102上均开设有运料格103，若干所述运料格103沿螺旋带102的螺旋面均匀布置。

该实施例中，将物料倒入转筒101中，物料掉进螺旋带102上的运料格103中，转筒101转动，带动螺旋带102转动，物料放置在运料格103中，跟随转筒101运动到顶部(运料格103的深度、侧壁角度可以根据现场配置物料的粘稠度调整，保证物料在到达顶部前不掉出来)，直到运料格103转动到顶部，其开口方向朝下后，物料掉出，掉落过程中，流动态的物料拉丝，截面变小，可以更好地与二氧化碳进行接触，避免一大团物料内部接触不到二氧化碳，导致反应不均；

因运料格103沿螺旋带102螺旋方向布置，物料掉落时，掉落到下方更前一个运料格103中，实现物料向前传输。

请参阅图2，所述反应器还包括有底座201、套环202、齿圈203、齿轮204和旋转动力源205；

所述底座201顶面固接有两个所述套环202，两个所述套环202同轴心线，所述转筒101转动安装在两个所述套环202上，所述转筒101的圆周外壁上还固接有所述齿圈203，所述套环202上还安装有所述旋转动力源205，所述旋转动力源205的输出轴上固接有齿轮204，所述齿轮204与所述齿圈203啮合。

该实施例中，旋转动力源205一般为伺服电机，可以精确控制电机速度和角度，旋转动力源205驱动齿轮204转动，齿轮204带动齿圈203，齿圈带动转筒101转动，实现物料的混合反应。

请参阅图2，所述转筒101两端面圆心位置均固接有凸环104，所述凸环104内侧与转筒101内部连通，所述凸环104内侧均安装有动密封元件。

该实施例中，转筒101转动时，风机单元插入凸环104内不转动，动密封元件(图中未示出)保证转筒101与风机单元连通处的密封。

请参阅图1和图3，所述风机单元包括有第一管道301、第二管道302、风机303、滤板304、第一电磁阀305和第二电磁阀306；

所述风机303的出风侧与所述第一管道301连通，所述第一管道301另一端插入转筒101一侧的凸环104内，并与动密封元件配合，所述风机303的进风侧与所述第二管道302连通，所述第二管道302另一端插入转筒101另一侧的凸环104内，并与另一侧的动密封元件配合，所述第二管道302内还安装有阻挡物料通过的滤板304；

所述第一管道301上还安装有第一电磁阀305，所述第二管道302上安装有第二电磁阀306。

该实施例中，风机303驱动二氧化碳循环，二氧化碳由第一管道301进入转筒101内参与反应，再由第二管道302离开转筒101，回到风机303处，第一电磁阀305控制第一管道301的开闭，第二电磁阀306控制第二管道302的开闭；

滤板304安装在第二管道302处，阻挡物料跟随二氧化碳离开转筒101。

请参阅图2，所述所述转筒101轴心线与地面呈10°夹角，所述转筒101与第一管道301连通的一端水平高度高于另一端。

该实施例中，转筒101倾斜放置。

请参阅图1，所述加热单元包括有气体加热筒401，所述气体加热筒401安装在第一管道301上。

该实施例中，气体加热筒401可以加热从风机303出来的二氧化碳，加热后的二氧化碳再通过第一管道301进入转筒101参与反应。

请参阅图1和图3，所述第一管道301内还设置有进料管道501，所述进料管道501一端沿第一管道301内部伸入所述转筒101内，所述进料管道501伸入所述转筒101的一端与第一管道301同轴心线，所述进料管道501另一端穿过第一管道301侧壁伸至外部，所述进料管道501上还安装有第三电磁阀502。

该实施例中，第三电磁阀502控制进料管道501的开闭，工作人员通过进料管道501进行投料(可以人工投料，也可以是自动投料)，投料时，物料经过进料管道501，第一管道301内的热气体对进料管道501加热，进而对物料进行预热，方便物料再进入转筒101后，更快地到达反应温度，提升反应效率。

请参阅图2，所述转筒101与第二管道302连通的一端端面上还固接有出料管503。

该实施例中，物料反应完毕后，打开出料管503，取出物料。

请参阅图1，所述第一管道301、第二管道302底面均安装有支架307。

该实施例中，支架307托起并固定第一管道301和第二管道302，避免第一管道301和第二管道302在工作时晃动，妨碍转筒101的转动。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，包括有能转动的转筒，所述转筒内壁上固接有混合组件，用于跟随转筒转动混合物料；

风机单元，所述风机单元与所述转筒连通，用于为所述转筒内循环二氧化碳；

加热单元，所述加热单元与所述风机单元连通，用于加热二氧化碳。

2.根据权利要求1所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述混合组件包括有螺旋带和运料格；

若干所述螺旋带绕转筒轴心线均匀固接在转筒内壁上，所述螺旋带两端分别与转筒两端面固接，所述螺旋带上均开设有运料格，若干所述运料格沿螺旋带的螺旋面均匀布置。

3.根据权利要求1所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述反应器还包括有底座、套环、齿圈、齿轮和旋转动力源；

所述底座顶面固接有两个所述套环，两个所述套环同轴心线，所述转筒转动安装在两个所述套环上，所述转筒的圆周外壁上还固接有所述齿圈，所述套环上还安装有所述旋转动力源，所述旋转动力源的输出轴上固接有齿轮，所述齿轮与所述齿圈啮合。

4.根据权利要求1所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述转筒两端面圆心位置均固接有凸环，所述凸环内侧与转筒内部连通，所述凸环内侧均安装有动密封元件。

5.根据权利要求4所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述风机单元包括有第一管道、第二管道、风机、滤板、第一电磁阀和第二电磁阀；

所述风机的出风侧与所述第一管道连通，所述第一管道另一端插入转筒一侧的凸环内，并与动密封元件配合，所述风机的进风侧与所述第二管道连通，所述第二管道另一端插入转筒另一侧的凸环内，并与另一侧的动密封元件配合，所述第二管道内还安装有阻挡物料通过的滤板；

所述第一管道上还安装有第一电磁阀，所述第二管道上安装有第二电磁阀。

6.根据权利要求5所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述转筒轴心线与地面呈10°夹角，所述转筒与第一管道连通的一端水平高度高于另一端。

7.根据权利要求5所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述加热单元包括有气体加热筒，所述气体加热筒安装在第一管道上。

8.根据权利要求5所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述第一管道内还设置有进料管道，所述进料管道一端沿第一管道内部伸入所述转筒内，所述进料管道伸入所述转筒的一端与第一管道同轴心线，所述进料管道另一端穿过第一管道侧壁伸至外部，所述进料管道上还安装有第三电磁阀。

9.根据权利要求5所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述转筒与第二管道连通的一端端面上还固接有出料管。

10.根据权利要求5所述的一种生产2，5呋喃二甲酸的转鼓式反应器，其特征在于，所述第一管道、第二管道底面均安装有支架。