CN220405578U - 一种用于固液催化反应的反应釜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于固液催化反应的反应釜装置，包括反应釜，反应釜顶部设有液体加料口和固体加料口，反应釜内设有搅拌组件，反应釜底部从上到下依次设有第一活动式挡板、活动式筛板、第二活动式挡板和出料口，第一活动式挡板用于封堵或打开出料口，活动式筛板用于对反应结束后的固液混合物料进行过滤分离，第二活动式挡板用于封堵出料口，使过滤至活动式筛板上的固体催化剂进入反应釜内并参与后续批次固液催化反应。本实用新型中反应结束后固液混合物料中的固体催化剂无需排出反应釜就能参与后续批次的固液催化反应，因此省时省力、效率高，且反应成本较低。

Description

一种用于固液催化反应的反应釜装置

技术领域

本实用新型属于反应釜技术领域，具体涉及一种用于固液催化反应的反应釜装置。

背景技术

反应釜是一种广泛应用于石油、化工、医药、食品、橡胶、农药等领域的重要设备，具体是通过向反应釜内投入液体或/和固液物料并进行混合搅拌，以实现化学反应或物理混合的目的。

现有的反应釜中如存在固液两相混合的情况，一般是在反应结束后，直接将反应釜内的固液混合物料进行排放，然后在反应釜外对排放出的固液混合物料进行后续的固液过滤分离处理，之后再进行下一批次的固体和液体的投料以及固液反应，这样在针对存在固体催化剂的反应体系，由于固体催化剂不参与反应，因此需要在反应釜外先对排放出的由固体催化剂和液体反应产物组成的固液混合物料进行固液过滤分离处理，然后需要将固液过滤分离处理后的固体催化剂再重新投入反应釜内，以进行下一批次的固液催化反应，从而耗时耗力、效率低下，且反应成本较高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种用于固液催化反应的反应釜装置，反应结束后固液混合物料中的固体催化剂无需排出反应釜就能参与后续批次的固液催化反应，因此省时省力、效率高，且反应成本较低。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于固液催化反应的反应釜装置，包括反应釜，所述反应釜顶部设有液体加料口和固体加料口，所述反应釜内设有搅拌组件，所述反应釜底部从上到下依次设有第一活动式挡板、活动式筛板、第二活动式挡板和出料口，所述第一活动式挡板用于封堵或打开出料口，所述活动式筛板用于对反应结束后的固液混合物料进行过滤分离，使固液混合物料中的固体催化剂留在所述活动式筛板上，并使固液混合物料中的液体反应产物透过所述活动式筛板并通过出料口排出，所述第二活动式挡板用于封堵出料口，使过滤至所述活动式筛板上的固体催化剂进入反应釜内并参与后续批次固液催化反应。

进一步地，所述反应釜包括从上到下依次连通的第一反应釜节段、第二反应釜节段和第三反应釜节段，所述第一反应釜节段处于反应釜的上部且呈竖直圆筒形状并且底端开口，所述第二反应釜节段处于反应釜的下部且呈竖直倒圆锥形状并且顶端和底端均开口，所述第三反应釜节段处于反应釜的底部且呈竖直圆筒形状并且顶端和底端均开口，且所述第一反应釜节段的直径大于第三反应釜节段的直径。

进一步地，所述液体加料口和固体加料口均处于第一反应釜节段顶部，所述第一反应釜节段顶部还设有进气口和出气口，所述进气口处插设有底部伸入第一反应釜节段内的进气管，所述出气口处插设有底部伸入第一反应釜节段内的出气管，所述进气管底端高度低于出气管底端高度，并高于所述第一反应釜节段的临界液面线高度。

进一步地，所述进气口处于第一反应釜节段顶壁一侧，所述出气口处于第一反应釜节段顶壁另一侧。

进一步地，所述固体加料口处于第一反应釜节段顶壁上，所述固体加料口处插设有竖直的固体加料漏斗，所述固体加料漏斗的颈部伸入第一反应釜节段内且颈部的底端高度高于第一反应釜节段的临界液面线高度。

进一步地，所述液体加料口处于第一反应釜节段侧壁顶部处，所述液体加料口处插设有液体加料漏斗，所述液体加料漏斗的颈部沿左上方倾斜布置且颈部的底端高度高于第一反应釜节段的临界液面线高度。

进一步地，所述搅拌组件包括轴线与第一反应釜节段轴线重合的搅拌轴，所述搅拌轴上从上到下分布有多个搅拌桨叶，分布于所述搅拌轴底部的搅拌桨叶处于第二反应釜节段内，所述搅拌轴顶端伸至第一反应釜节段顶壁外并与搅拌电机的下输出轴固定连接，所述搅拌电机固定于第一反应釜节段顶壁上表面处。

进一步地，所述第一活动式挡板、活动式筛板和第二活动式挡板均与第三反应釜节段的侧壁插接，所述第三反应釜节段的底端开口为出料口。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的用于固液催化反应的反应釜装置，包括反应釜，反应釜顶部设有液体加料口和固体加料口，反应釜内设有搅拌组件，反应釜底部从上到下依次设有第一活动式挡板、活动式筛板、第二活动式挡板和出料口；这样在进行固液催化反应前，先使第一活动式挡板和活动式筛板处于关闭状态，然后将反应原料和反应溶剂通过液体加料口加入反应釜内，并将固体催化剂通过固体加料口加入反应釜内，再启动搅拌组件以对反应釜内溶解在反应溶剂中的反应原料以及固体催化剂进行搅拌，反应原料在固体催化剂的催化作用下发生反应，反应结束后关闭搅拌组件并静置一段时间，再打开第一活动式挡板，活动式筛板对固液混合物料进行过滤分离，使固液混合物料中的固体催化剂留在活动式筛板上，并使固液混合物料中的液体反应产物透过活动式筛板并通过出料口向外排出，达到固液分离的目的，在进行后续批次的固液催化反应前，先使第二活动式挡板处于关闭状态，然后将反应原料和反应溶剂加入反应釜内，再启动搅拌组件以使反应原料和反应溶剂混合并处于旋流状态，留在活动式筛板上的固体催化剂在处于旋流状态的液体带动作用下离开活动式筛板，然后使第一活动式挡板处于关闭状态并使第二活动式挡板处于打开状态，第一活动式挡板下方的液体通过出料口向外排出，反应原料在固体催化剂的催化作用下发生反应，这样每次反应结束后固液混合物料中的固体催化剂无需排出反应釜就能参与后续批次的固液催化反应，因此省时省力、效率高，且反应成本较低。

本实用新型中，第一反应釜节段顶部还设有进气口和出气口，进气口处插设有底部伸入第一反应釜节段内的进气管，出气口处插设有底部伸入第一反应釜节段内的出气管，进气管底端高度低于出气管底端高度，并高于第一反应釜节段的临界液面线高度；这样当将反应原料和反应溶剂加入反应釜内后，通过进气管向反应釜内通入氮气保护气体并通过出气管向外排出，以实现反应釜内气体的置换，使反应釜内处于氮气保护状态，而且由于进气管底端高度低于出气管底端高度，并高于第一反应釜节段的临界液面线高度，这样能保证反应釜内气体的充分置换，之后关闭进气管和出气管并将固体催化剂加入反应釜内，以进行后续的固液催化反应，反应进行一段时间后能通过打开出气管以将反应过程中产生的气体向外排出，之后关闭出气管，防止反应釜内压力太大而引起安全事故，另外活动式筛板在对固液混合物料进行过滤分离的过程中，能通过打开进气管而向反应釜内通入不溶于液体反应产物的气体，以便于在加压条件下实现固液的完全分离。

附图说明

图1为本实用新型的用于固液催化反应的反应釜装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大结构示意图。

图中附图标记说明：1、反应釜，101、第一反应釜节段，102、第二反应釜节段，103、第三反应釜节段，2、液体加料漏斗，3、固体加料漏斗，4、第一活动式挡板，5、活动式筛板，6、第二活动式挡板，7、出料口，8、进气管，9、出气管，10、临界液面线，11、搅拌轴，12、搅拌桨叶，13、搅拌电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1和2所示，一种用于固液催化反应的反应釜装置，包括反应釜1，反应釜1顶部设有液体加料口和固体加料口，反应釜1内设有搅拌组件，反应釜1底部从上到下依次设有第一活动式挡板4、活动式筛板5、第二活动式挡板6和出料口7，第一活动式挡板4用于封堵或打开出料口7，活动式筛板5用于对反应结束后的固液混合物料进行过滤分离，使固液混合物料中的固体催化剂留在活动式筛板5上，并使固液混合物料中的液体反应产物透过活动式筛板5并通过出料口7排出，第二活动式挡板6用于封堵出料口7，使过滤至活动式筛板5上的固体催化剂进入反应釜1内并参与后续批次固液催化反应。

这样在进行固液催化反应前，先使第一活动式挡板4和活动式筛板5处于关闭状态，然后将反应原料和反应溶剂通过液体加料口加入反应釜1内，并将固体催化剂通过固体加料口加入反应釜1内，再启动搅拌组件以对反应釜1内溶解在反应溶剂中的反应原料以及固体催化剂进行搅拌，反应原料在固体催化剂的催化作用下发生反应，反应结束后关闭搅拌组件并静置一段时间，再打开第一活动式挡板4，活动式筛板5对固液混合物料进行过滤分离，使固液混合物料中的固体催化剂留在活动式筛板5上，并使固液混合物料中的液体反应产物透过活动式筛板5并通过出料口7向外排出，达到固液分离的目的，在进行后续批次的固液催化反应前，先使第二活动式挡板6处于关闭状态，然后将反应原料和反应溶剂加入反应釜1内，再启动搅拌组件以使反应原料和反应溶剂混合并处于旋流状态，留在活动式筛板5上的固体催化剂在处于旋流状态的液体带动作用下离开活动式筛板5，然后使第一活动式挡板4处于关闭状态并使第二活动式挡板6处于打开状态，第一活动式挡板4下方的液体通过出料口7向外排出，反应原料在固体催化剂的催化作用下发生反应，这样每次反应结束后固液混合物料中的固体催化剂无需排出反应釜1就能参与后续批次的固液催化反应，因此省时省力、效率高，且反应成本较低。

在一个实施例中，反应釜1包括从上到下依次连通的第一反应釜节段101、第二反应釜节段102和第三反应釜节段103，第一反应釜节段101处于反应釜1的上部且呈竖直圆筒形状并且底端开口，第二反应釜节段102处于反应釜1的下部且呈竖直倒圆锥形状并且顶端和底端均开口，这样便于固体催化剂的沉淀积累，第三反应釜节段103处于反应釜1的底部且呈竖直圆筒形状并且顶端和底端均开口，且第一反应釜节段101的直径大于第三反应釜节段103的直径。

在一个实施例中，液体加料口和固体加料口均处于第一反应釜节段101顶部，第一反应釜节段101顶部还设有进气口和出气口，进气口处插设有底部伸入第一反应釜节段101内的进气管8，出气口处插设有底部伸入第一反应釜节段101内的出气管9，进气管8底端高度低于出气管9底端高度，并高于第一反应釜节段101的临界液面线10高度。

这样当将反应原料和反应溶剂加入反应釜1内后，通过进气管8向反应釜1内通入氮气保护气体并通过出气管9向外排出，以实现反应釜1内气体的置换，使反应釜1内处于氮气保护状态，而且由于进气管8底端高度低于出气管9底端高度，并高于第一反应釜节段101的临界液面线10高度，这样能保证反应釜1内气体的充分置换，之后关闭进气管8和出气管9并将固体催化剂加入反应釜1内，以进行后续的固液催化反应，反应进行一段时间后能通过打开出气管9以将反应过程中产生的气体向外排出，之后关闭出气管9，防止反应釜1内压力太大而引起安全事故，另外活动式筛板5在对固液混合物料进行过滤分离的过程中，能通过打开进气管8而向反应釜1内通入不溶于液体反应产物的气体，以便于在加压条件下实现固液的完全分离。

优选地，进气口处于第一反应釜节段101顶壁一侧，出气口处于第一反应釜节段101顶壁另一侧。这样通过进气口处的进气管8进入反应釜1内的氮气不会直接通过出气口处的出气管9向外排出，这样也能保证反应釜1内气体的充分置换。

在一个实施例中，固体加料口处于第一反应釜节段101顶壁上，固体加料口处插设有竖直的固体加料漏斗3，固体加料漏斗3的颈部伸入第一反应釜节段101内且颈部的底端高度高于第一反应釜节段101的临界液面线10高度。这样能保证固体催化剂通过固体加料漏斗3加入反应釜1内的液体中时不会挂到固体加料漏斗3的颈部侧壁上。

在一个实施例中，液体加料口处于第一反应釜节段101侧壁顶部处，液体加料口处插设有液体加料漏斗2，液体加料漏斗2的颈部沿左上方倾斜布置且颈部的底端高度高于第一反应釜节段101的临界液面线10高度。

在一个实施例中，搅拌组件包括轴线与第一反应釜节段101轴线重合的搅拌轴11，搅拌轴11上从上到下分布有多个搅拌桨叶12，分布于搅拌轴11底部的搅拌桨叶12处于第二反应釜节段102内，搅拌轴11顶端伸至第一反应釜节段101顶壁外并与搅拌电机13的下输出轴固定连接，搅拌电机13固定于第一反应釜节段101顶壁上表面处。由于分布于搅拌轴11底部的搅拌桨叶12处于第二反应釜节段102内，这样能对第二反应釜节段102内的溶解在反应溶剂中的反应原料、反应溶剂和固体催化剂进行充分搅拌，便于整个反应釜1内的溶解在反应溶剂中的反应原料的催化反应更充分。

在一个实施例中，第一活动式挡板4、活动式筛板5和第二活动式挡板6均与第三反应釜节段103的侧壁插接，第三反应釜节段103的底端开口为出料口7。这样通过抽拉方式能方便地打开或关闭第一活动式挡板4、活动式筛板5和第二活动式挡板6。

综上，本实用新型中通过第一活动式挡板4、活动式筛板5和第二活动式挡板6的设置，能在反应釜1中实现固液的在线过滤分离，每次反应结束后固液混合物料中的固体催化剂无需排出反应釜1就能参与后续批次的固液催化反应，因此省时省力、效率高，能实现高效化的连续反应，且反应成本较低。

具体实施例：巨豆三烯酮的异构化反应

在进行固液催化反应前，先使第一活动式挡板4和活动式筛板5处于关闭状态，然后将巨豆三烯酮中间体和反应溶剂通过液体加料口加入反应釜1内，再通过进气管8向反应釜1内通入氮气保护气体并通过出气管9向外排出，以实现反应釜1内气体的置换，使反应釜1内处于氮气保护状态，之后关闭进气管8和出气管9并将锌粉、溴化钴等固体催化剂加入反应釜1内，再启动搅拌电机13以带动搅拌轴11转动，转动着的搅拌桨叶12对反应釜1内溶解在反应溶剂中的巨豆三烯酮中间体以及固体催化剂进行搅拌，巨豆三烯酮中间体在固体催化剂的催化作用下充分反应30min，反应结束后关闭搅拌电机13并静置30min，再打开第一活动式挡板4，活动式筛板5对固液混合物料进行过滤分离，使固液混合物料中的固体催化剂留在活动式筛板5上，并使固液混合物料中的液体反应产物透过活动式筛板5并通过出料口7向外排出，实现巨豆三烯酮的异构化反应，在进行后续批次的巨豆三烯酮异构化反应前，先使第二活动式挡板6处于关闭状态，然后将巨豆三烯酮中间体和反应溶剂加入反应釜1内，再启动搅拌电机13以使巨豆三烯酮中间体和反应溶剂混合并处于旋流状态，留在活动式筛板5上的固体催化剂在处于旋流状态的液体带动作用下离开活动式筛板5，然后使第一活动式挡板4处于关闭状态并使第二活动式挡板6处于打开状态，第一活动式挡板4下方的液体通过出料口7向外排出，反应釜1内置换气体后巨豆三烯酮中间体在固体催化剂的催化作用下发生反应。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：包括反应釜(1)，所述反应釜(1)顶部设有液体加料口和固体加料口，所述反应釜(1)内设有搅拌组件，所述反应釜(1)底部从上到下依次设有第一活动式挡板(4)、活动式筛板(5)、第二活动式挡板(6)和出料口(7)，所述第一活动式挡板(4)用于封堵或打开出料口(7)，所述活动式筛板(5)用于对反应结束后的固液混合物料进行过滤分离，使固液混合物料中的固体催化剂留在所述活动式筛板(5)上，并使固液混合物料中的液体反应产物透过所述活动式筛板(5)并通过出料口(7)排出，所述第二活动式挡板(6)用于封堵出料口(7)，使过滤至所述活动式筛板(5)上的固体催化剂进入反应釜(1)内并参与后续批次固液催化反应。

2.根据权利要求1所述的一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：所述反应釜(1)包括从上到下依次连通的第一反应釜节段(101)、第二反应釜节段(102)和第三反应釜节段(103)，所述第一反应釜节段(101)处于反应釜(1)的上部且呈竖直圆筒形状并且底端开口，所述第二反应釜节段(102)处于反应釜(1)的下部且呈竖直倒圆锥形状并且顶端和底端均开口，所述第三反应釜节段(103)处于反应釜(1)的底部且呈竖直圆筒形状并且顶端和底端均开口，且所述第一反应釜节段(101)的直径大于第三反应釜节段(103)的直径。

3.根据权利要求2所述的一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：所述液体加料口和固体加料口均处于第一反应釜节段(101)顶部，所述第一反应釜节段(101)顶部还设有进气口和出气口，所述进气口处插设有底部伸入第一反应釜节段(101)内的进气管(8)，所述出气口处插设有底部伸入第一反应釜节段(101)内的出气管(9)，所述进气管(8)底端高度低于出气管(9)底端高度，并高于所述第一反应釜节段(101)的临界液面线(10)高度。

4.根据权利要求3所述的一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：所述进气口处于第一反应釜节段(101)顶壁一侧，所述出气口处于第一反应釜节段(101)顶壁另一侧。

5.根据权利要求3所述的一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：所述固体加料口处于第一反应釜节段(101)顶壁上，所述固体加料口处插设有竖直的固体加料漏斗(3)，所述固体加料漏斗(3)的颈部伸入第一反应釜节段(101)内且颈部的底端高度高于第一反应釜节段(101)的临界液面线(10)高度。

6.根据权利要求3所述的一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：所述液体加料口处于第一反应釜节段(101)侧壁顶部处，所述液体加料口处插设有液体加料漏斗(2)，所述液体加料漏斗(2)的颈部沿左上方倾斜布置且颈部的底端高度高于第一反应釜节段(101)的临界液面线(10)高度。

7.根据权利要求3所述的一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：所述搅拌组件包括轴线与第一反应釜节段(101)轴线重合的搅拌轴(11)，所述搅拌轴(11)上从上到下分布有多个搅拌桨叶(12)，分布于所述搅拌轴(11)底部的搅拌桨叶(12)处于第二反应釜节段(102)内，所述搅拌轴(11)顶端伸至第一反应釜节段(101)顶壁外并与搅拌电机(13)的下输出轴固定连接，所述搅拌电机(13)固定于第一反应釜节段(101)顶壁上表面处。

8.根据权利要求3所述的一种用于固液催化反应的反应釜装置，其特征在于：所述第一活动式挡板(4)、活动式筛板(5)和第二活动式挡板(6)均与第三反应釜节段(103)的侧壁插接，所述第三反应釜节段(103)的底端开口为出料口(7)。