CN220907508U - 一种酶法尼龙56盐逆式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及赖氨酸反应器技术领域，提出了一种酶法尼龙56盐逆式反应器，包括酶反应分离器，酶反应分离器包括，罐体，罐体具有罐腔，隔板，隔板有N‑1个，将罐腔分为N个反应分离腔，N个反应分离腔从下往上依次连通，除沫器，除沫器设置在反应分离腔内部，除沫器将反应分离腔分为气体存储区和反应分离区，分离膜，分离膜设置在反应分离区内。通过上述技术方案，解决了现有技术中原料与酶接触时间短、接触面积小使赖氨酸的转化率低的问题。

Description

一种酶法尼龙56盐逆式反应器

技术领域

本实用新型涉及赖氨酸反应器技术领域，具体的，涉及一种酶法尼龙56盐逆式反应器。

背景技术

目前尼龙产品是利用石油产品的原料聚合生产的，由于石油资源的枯竭及环保方面的原因，开发可再生资源替代石油生产尼龙技术成为行业研究热点，生物酶法尼龙56生产技术符合国家政策，因此近年国内对尼龙56关注及研发热度不减。固定床型酶反应器存在原料与酶接触面积受限，原料转化率低，如果想提高原料转化率，酶反应器需要做到很大，导致酶反应器设备投资增加，膜式反应器中原料与酶接触时间短，原料转化率低，现有的固定床型酶反应器和膜式反应器无法满足赖氨酸酶反应的工艺要求，更无法实现产业化生产。

实用新型内容

本实用新型提出一种酶法尼龙56盐逆式反应器，解决了相关技术中的原料与酶接触时间短、接触面积小使赖氨酸的转化率低的问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种酶法尼龙56盐逆式反应器，包括酶反应分离器，所述酶反应分离器包括，

罐体，所述罐体具有罐腔，

隔板，所述隔板有N-1个，将所述罐腔分为N个反应分离腔，N个所述反应分离腔从下往上依次连通，

除沫器，所述除沫器设置在所述反应分离腔内部，所述除沫器将所述反应分离腔分为气体存储区和反应分离区，

分离膜，所述分离膜设置在所述反应分离区内。

作为进一步的技术方案，第1个至第N个所述反应分离腔具有，

反应清液出口，所述反应清液出口与所述反应分离区连通，

固定化酶进口，所述固定化酶进口与所述反应分离区连通，

己二酸进口，所述己二酸进口与所述反应分离区连通，

温度监测口，所述温度监测口与所述反应分离区连通，

PH监测口，所述PH监测口与所述反应分离区连通，

二氧化碳气体出口，所述二氧化碳气体出口与所述气体存储区连通。

作为进一步的技术方案，

第1个所述反应分离腔还具有赖氨酸进口，所述赖氨酸进口与所述反应分离区连通，

第2至N个所述反应分离腔还具有反应清液进口，所述反应清液进口与所述反应分离区连通，

第2至N个所述反应分离腔还具有二氧化碳气体入口，所述二氧化碳气体入口与所述反应分离区连通，

第N个所述反应分离腔的所述反应清液出口排出的液体为尼龙56盐清液。

作为进一步的技术方案，还包括，

赖氨酸进料管路，第1个所述反应分离腔上的所述赖氨酸进口处连接有所述赖氨酸进料管路，

己二酸进料管路，所述己二酸进口处连接有所述己二酸进料管路。

作为进一步的技术方案，所述酶反应分离器还具有直筒部，

所述直筒部设有夹套，所述夹套上设置有热源进口和热源出口，所述热源进口设置在第1个所述反应分离腔外部，所述热源出口设置在第N个所述反应分离腔外部。

作为进一步的技术方案，还包括，

温度变送器，所述温度变送器设置在所述温度监测口处，

PH在线检测仪，所述PH在线检测仪设置在所述PH监测口处，

二氧化碳排出管路，所述二氧化碳排出管路的一端与所述二氧化碳气体出口连接，

气液分离器，所述二氧化碳排出管路的另一端与所述气液分离器连接，所述气液分离器还具有出气口和出液口，

二氧化碳处理系统，所述出气口与所述二氧化碳处理系统连接，

气体分布器，所述气体分布器位于所述隔板上部，所述分离膜的下部，与所述二氧化碳气体入口相连接。

作为进一步的技术方案，还包括，反应清液管路，相邻两个所述反应分离腔的所述反应清液出口与所述反应清液进口通过所述反应清液管路连通，

所述反应清液管路上依次设置有清液储罐、阀门、输送泵和调节阀，所述清液储罐有N个，均设置有侧部清液出口，所述侧部清液出口经所述阀门与所述输送泵入口相连接，所述输送泵出口经调节阀与下一级所述反应分离区的所述反应清液进口相连接，第2至第N个所述清液储罐底部设有底部清液出口。

作为进一步的技术方案，还包括，回流管路，所述回流管路一端与所述底部清液出口相连，另一端与前一个所述反应清液管路相连，且与所述反应清液进口相通，所述回流管路有N-1个。

作为进一步的技术方案，还包括，尼龙56盐排出管路，所述尼龙56盐排出管路与第N个所述清液储罐的所述侧部清液出口连接。

作为进一步的技术方案，每个所述反应分离区内均具有若干个所述分离膜，若干个所述分离膜平行设置，且位于所述气体分布器上方。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

本实用新型中，为了解决相关技术中的原料与酶接触时间短、接触面积小使赖氨酸的转化率低的问题，酶反应分离器的罐体具有罐腔，为了满足原料与酶接触时间长，增加反应停留时间，提高赖氨酸的转化率，用N-1个隔板将罐腔分为N个反应分离腔，其中N为大于或等于的自然数，N个反应分离腔依次连通，实现了反应停留时间长的目的，通过用隔板将罐腔分为不同区域，使不同浓度的反应在不同区域中进行，提高反应效率，每个反应分离腔内部均设置有除沫器，除沫器将反应分离腔分为气体存储区和反应分离区，当夹带的液沫气体上升至除沫器时，气体中的液沫附着在除沫器上，形成液滴，液滴逐渐变大直到掉回至反应分离区内，有效防止损失有用的料液，每个反应分离区内部均设置有分离膜，分离膜的设置可以实现反应与分离的同步进行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图中：酶反应分离器-1，罐体-100，罐腔-101，隔板-102，反应分离腔-103，除沫器-121，气体存储区-104，反应分离区-105，分离膜-106，反应清液出口-107，固定化酶进口-108，己二酸进口-109，温度监测口-110，PH监测口-111，二氧化碳气体出口-112，赖氨酸进口-113，反应清液进口-114，二氧化碳气体入口-115，清液储罐-116，侧部清液出口-1161，底部清液出口-1162，赖氨酸进料管路-2，己二酸进料管路-3，直筒部-117，夹套-118，热源进口-119，热源出口-120，除沫器-121，温度变送器-4，PH在线检测仪-5，二氧化碳排出管路-6，气液分离器-7，二氧化碳处理系统-8，出气口-701，出液口-702，反应清液管路-9，阀门-10，输送泵-11，调节阀-12，回流管路-13，尼龙56盐排出管路-14，气体分布器-15。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提出了一种酶法尼龙56盐逆式反应器，包括酶反应分离器1，酶反应分离器1包括，罐体100，罐体100具有罐腔101，

隔板102，隔板102有N-1个，将罐腔101分为N个反应分离腔103，N个反应分离腔103从下往上依次连通，

除沫器121，除沫器121设置在反应分离腔103内部，除沫器121将反应分离腔103分为气体存储区104和反应分离区105，

分离膜106，分离膜106设置在反应分离区105内。

本实施例中，为了解决相关技术中的原料与酶接触时间短、接触面积小使赖氨酸的转化率低的问题，酶反应分离器1的罐体100具有罐腔101，为了满足原料与酶接触时间长，增加反应停留时间，提高赖氨酸的转化率，用N-1个隔板102将罐腔101分为N个反应分离腔103，其中N为大于或等于3的自然数，N个反应分离腔103依次连通，实现了反应停留时间长的目的，通过用隔板102将罐腔101分为不同区域，使不同的反应在不同区域中进行，提高效率，每个反应分离腔103内部均设置有除沫器121，除沫器121将反应分离腔103分为气体存储区104和反应分离区105，当夹带的液沫气体上升至除沫器121，气体中的液沫附着在除沫器121上，形成液滴，液滴逐渐变大直到掉回至反应分离区105内，有效防止损失有用的料液，每个反应分离区105内部均设置有分离膜106，分离膜106的设置可以实现反应与分离的同步进行。

进一步，第1个至第N个反应分离腔103具有，

反应清液出口107，反应清液出口107与反应分离区105连通，

固定化酶进口108，固定化酶进口108与反应分离区105连通，

己二酸进口109，己二酸进口109与反应分离区105连通，

温度监测口110，温度监测口110与反应分离区105连通，

PH监测口111，PH监测口111与反应分离区105连通，

二氧化碳气体出口112，二氧化碳气体出口112与气体存储区104连通。

本实施例中，第1个至第N个反应分离腔103均具有反应清液出口107、固定化酶进口108、己二酸进口109、温度监测口110和PH监测口111，且均与反应分离区105连通，第1个至第N个反应分离腔103还具有二氧化碳气体出口112，且与气体存储区104连通，这些连通口的设置方便各种液体或气体的进入或排出，同时通过物料的流动力，实现物料的均匀混合和催化剂的悬浮，可避免大型反应分离装置中搅拌器的设置，简化反应分离结构，其中固定化酶进口108用于反应前固定化酶的加入和反应分离过程中辅酶的加入，无机械搅拌对固定化酶的影响，可使固定化酶保持较高的使用寿命。

进一步，第1个反应分离腔103还具有赖氨酸进口113，赖氨酸进口113与反应分离区105连通，第2至N个反应分离腔103还具有反应清液进口114，反应清液进口114与反应分离区105连通，第2至N个反应分离腔103还具有二氧化碳气体入口115，二氧化碳气体入口115与反应分离区105连通，第N个反应分离腔103的反应清液出口107排出的液体为尼龙56盐清液。

本实施例中，为了方便各种反应物以及产物的进出，第1个反应分离腔103具有赖氨酸进口113，赖氨酸进口113与反应分离区105连通，方便赖氨酸进入第1个反应分离腔103，第2至N个反应分离腔103还具有反应清液进口114和二氧化碳气体入口115，反应清液进口114与反应分离区105连通，二氧化碳气体入口115与反应分离区105连通，第N个反应分离腔103的反应清液出口107排出的液体为尼龙56盐清液，方便尼龙56盐清液排出。

进一步，还包括赖氨酸进料管路2，第1个反应分离腔103上的赖氨酸进口113处连接有赖氨酸进料管路2，己二酸进料管路3，己二酸进口109处连接有己二酸进料管路3。

本实施例中，为了保证第1个反应分离腔103内物料混合均匀，在第1个反应分离腔103上的赖氨酸进口113处连接有赖氨酸进料管路2，用于赖氨酸原料的加入，己二酸进口109处连接有己二酸进料管路3，用于己二酸原料的加入，赖氨酸进口113与己二酸进口109分别位于第1个反应分离腔103的底部和侧部，通过加入赖氨酸原料和己二酸原料流动力的作用可使第1个反应分离腔103内物料混合均匀。

进一步，酶反应分离器1还具有直筒部117，直筒部117设有夹套118，夹套118上设置有热源进口119和热源出口120，热源进口119设置在第1个反应分离腔103外部，热源出口120设置在第N个反应分离腔103外部。

本实施例中，为了方便调节温度，使温度波动范围小，酶反应分离器1具有直筒部117，直筒部117外部设有夹套118，夹套118上设置有热源进口119和热源出口120，方便调节温度，达到了温度波动范围小的目的。

进一步，还包括温度变送器4，温度变送器4设置在温度监测口110处，

PH在线检测仪5，PH在线检测仪5设置在PH监测口111处，

二氧化碳排出管路6，二氧化碳排出管路6的一端与二氧化碳气体出口112连接，

气液分离器7，二氧化碳排出管路6的另一端与气液分离器7连接，气液分离器7还具有出气口701和出液口702，

二氧化碳处理系统8，出气口701与二氧化碳处理系统8连接，

气体分布器15，气体分布器15位于隔板102上部，分离膜106的下部，与二氧化碳气体入口115相连接。

本实施例中，为了实现反应过程中对温度和PH的严格控制，确保反应分离过程的稳定安全长周期运行，在PH监测口111处设置了PH在线检测仪5，在温度监测口110处设置了温度变送器4，可现场和远程显示酶反应分离器1内所有反应分离腔103的PH值和温度，实现了对反应过程中温度和PH的严格控制，为了将反应产生的二氧化碳气体经过处理后再排出，设置了二氧化碳排出管路6、气液分离器7和二氧化碳处理系统8，二氧化碳排出管路6的一端与二氧化碳气体出口112连接，二氧化碳排出管路6的另一端与气液分离器7连接，对二氧化碳进行气液分离，气液分离器7还具有出气口701和出液口702，出气口701与二氧化碳处理系统8连接，将气液分离后的二氧化碳进行处理，实现无碳排放，气液分离器7中的液体从出液口702进入第1至第N个反应分离腔103中的任何一个，实现回收利用，还设置了气体分布器15，气体分布器15位于隔板102上部，分离膜106的下部，与二氧化碳气体入口115相连接，使通入的二氧化碳气体均匀地分布在反应分离区105内，确保酶与物料的充分接触，提高反应效率。

进一步，还包括反应清液管路9，相邻两个反应分离腔103的反应清液出口107与反应清液进口114通过反应清液管路9连通，反应清液管路9上依次设置有清液储罐116、阀门10、输送泵11和调节阀12，清液储罐116有N个，均设置有侧部清液出口1161，侧部清液出口1161经阀门10与输送泵11入口相连接，输送泵11出口经调节阀10与下一级反应分离区105的反应清液进口114相连接，第2至第N个清液储罐116底部设有底部清液出口1162。

本实施例中，为了增加反应停留时间，提高赖氨酸的转化率，还设置了反应清液管路9，相邻两个反应分离腔103的反应清液出口107与反应清液进口114通过反应清液管路9连通，用于将前一个反应分离腔103的反应清液送入后一个反应分离腔103继续进行酶反应，增加了反应停留时间，提高了赖氨酸的转化率，反应清液管路9上依次设置有清液储罐116、阀门10、输送泵11和调节阀12，方便对反应清液的控制，使反应停留时间满足生产工艺要求，提高赖氨酸的转化率的目的，最终使赖氨酸的转化率达到99%以上。

进一步，还包括回流管路13，回流管路13一端与底部清液出口1162相连，另一端与前一个反应清液管路9相连，且与反应清液进口114相通，回流管路13有N-1个。

本实施例中，为了进一步增加反应停留时间，提高赖氨酸的转化率，还设置了回流管路13，回流管路13一端与底部清液出口1162相连，另一端与前一个反应清液管路9相连，且与反应清液进口114相通，回流管路13有N-1个，达到了增加反应停留时间的效果，进一步提高赖氨酸的转化率。

进一步，还包括尼龙56盐排出管路14，尼龙56盐排出管路14与第N个清液储罐116的侧部清液出口1161连接。

本实施例中，为了方便尼龙56盐排出，设置了尼龙56盐排出管路14，尼龙56盐排出管路14与第N个清液储罐116的侧部清液出口1161连接，尼龙56盐排出管路14的设置方便尼龙56盐排出。

进一步，每个反应分离区105内均具有若干个分离膜106，若干个分离膜106平行设置。

本实施例中，为了实现反应与分离的同步进行，在每个反应分离区105内均设置有若干个分离膜106，若干个分离膜106平行设置，固定化酶与反应物料的混合溶液经分离膜106进行分离，得到反应清液，实现酶反应与分离的同步进行。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，包括酶反应分离器（1），所述酶反应分离器（1）包括，

罐体（100），所述罐体（100）具有罐腔（101），

隔板（102），所述隔板（102）有N-1个，将所述罐腔（101）分为N个反应分离腔（103），N个所述反应分离腔（103）从下往上依次连通，

除沫器（121），所述除沫器（121）设置在所述反应分离腔（103）内部，所述除沫器（121）将所述反应分离腔（103）分为气体存储区（104）和反应分离区（105），

分离膜（106），所述分离膜（106）设置在所述反应分离区（105）内。

2.根据权利要求1所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，第1个至第N个所述反应分离腔（103）具有，

反应清液出口（107），所述反应清液出口（107）与所述反应分离区（105）连通，

固定化酶进口（108），所述固定化酶进口（108）与所述反应分离区（105）连通，

己二酸进口（109），所述己二酸进口（109）与所述反应分离区（105）连通，

温度监测口（110），所述温度监测口（110）与所述反应分离区（105）连通，

PH监测口（111），所述PH监测口（111）与所述反应分离区（105）连通，

二氧化碳气体出口（112），所述二氧化碳气体出口（112）与所述气体存储区（104）连通。

3.根据权利要求2所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，

第1个所述反应分离腔（103）还具有赖氨酸进口（113），所述赖氨酸进口（113）与所述反应分离区（105）连通，

第2至N个所述反应分离腔（103）还具有反应清液进口（114），所述反应清液进口（114）与所述反应分离区（105）连通，

第2至N个所述反应分离腔（103）还具有二氧化碳气体入口（115），所述二氧化碳气体入口（115）与所述反应分离区（105）连通，

第N个所述反应分离腔（103）的所述反应清液出口（107）排出的液体为尼龙56盐清液。

4.根据权利要求3所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，还包括，

赖氨酸进料管路（2），第1个所述反应分离腔（103）上的所述赖氨酸进口（113）处连接有所述赖氨酸进料管路（2），

己二酸进料管路（3），所述己二酸进口（109）处连接有所述己二酸进料管路（3）。

5.根据权利要求1所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，

所述酶反应分离器（1）还具有直筒部（117），

所述直筒部（117）设有夹套（118），所述夹套（118）上设置有热源进口（119）和热源出口（120），所述热源进口（119）设置在第1个所述反应分离腔（103）外部，所述热源出口（120）设置在第N个所述反应分离腔（103）外部。

6.根据权利要求3所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，还包括，

温度变送器（4），所述温度变送器（4）设置在所述温度监测口（110）处，

PH在线检测仪（5），所述PH在线检测仪（5）设置在所述PH监测口（111）处，

二氧化碳排出管路（6），所述二氧化碳排出管路（6）的一端与所述二氧化碳气体出口（112）连接，

气液分离器（7），所述二氧化碳排出管路（6）的另一端与所述气液分离器（7）连接，所述气液分离器（7）还具有出气口（701）和出液口（702），

二氧化碳处理系统（8），所述出气口（701）与所述二氧化碳处理系统（8）连接，

气体分布器（15），所述气体分布器（15）位于所述隔板（102）上部，位于所述分离膜（106）的下部，与所述二氧化碳气体入口（115）相连接。

7.根据权利要求3所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，还包括，

反应清液管路（9），相邻两个所述反应分离腔（103）的所述反应清液出口（107）与所述反应清液进口（114）通过所述反应清液管路（9）连通，

所述反应清液管路（9）上依次设置有清液储罐（116）、阀门（10）、输送泵（11）和调节阀（12），所述清液储罐（116）有N个，均设置有侧部清液出口（1161），所述侧部清液出口（1161）经所述阀门（10）与所述输送泵（11）入口相连接，所述输送泵（11）出口经过所述调节阀（12）与下一级所述反应分离区（105）的所述反应清液进口（114）相连接，第2至第N个所述清液储罐（116）底部设有底部清液出口（1162）。

8.根据权利要求7所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，还包括，

回流管路（13），所述回流管路（13）一端与所述底部清液出口（1162）相连，另一端与前一个所述反应清液管路（9）相连，且与所述反应清液进口（114）相通，所述回流管路（13）有N-1个。

9.根据权利要求7所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，还包括，

尼龙56盐排出管路（14），所述尼龙56盐排出管路（14）与第N个所述清液储罐（116）的所述侧部清液出口（1161）连接。

10.根据权利要求6所述的一种酶法尼龙56盐逆式反应器，其特征在于，

每个所述反应分离区（105）内均具有若干个所述分离膜（106），若干个所述分离膜（106）平行设置，且位于所述气体分布器（15）上方。