CN221015945U - 一种以对苯二甲酸为原料加氢制备1，4-环己烷二甲酸的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种以对苯二甲酸为原料加氢制备1，4‑环己烷二甲酸的装置，包括：依次连接的原料釜、氢化反应器、气液分离器、对苯二甲酸分离罐、粗品接收罐、结晶罐和固液分离器。本实用新型的装置结构简单，反应原料对苯二甲酸的利用率和转化率高，产物1,4‑环己烷二甲酸的收率高，适合工业应用，可以提高生产效率，节约成本。
Description
技术领域
本实用新型属于加氢反应技术领域，具体涉及一种以对苯二甲酸为原料加氢制备1，4-环己烷二甲酸的装置。
背景技术
1,4-环己烷二甲酸(CHDA)是生产聚酯的改性单体，也是生产1,4-环己烷二甲醇(CHDM)的中间体，CHDM是工业上重要的聚酯生产原料，主要用于聚酯纤维的生产，具有广泛的应用前景。
目前，制备CHDA的方法中，以对苯二甲酸(TPA)为原料进行加氢催化反应是最具前景的方法。但是该方法存在对苯二甲酸在水中的溶解度小，转化率低，副产物多，分离困难等问题。
因此，很有必要设计合适的生产装置，以实现对苯二甲酸利用率的最大化，降低生产能耗，节约生产成本。
实用新型内容
为解决现有技术存在的上述技术问题之一，本实用新型提供一种以对苯二甲酸为原料加氢制备1，4-环己烷二甲酸的装置，可以提高对苯二甲酸溶液的进料浓度，提高原料的利用率和转化率，提高反应效率。
本实用新型的技术方案如下：
一种以对苯二甲酸为原料加氢制备1，4-环己烷二甲酸的装置，所述装置包括依次连接的原料釜、氢化反应器、气液分离器、对苯二甲酸分离罐、粗品接收罐、结晶罐和固液分离器。
本实用新型中，所述原料釜用于使对苯二甲酸与水混合溶解，得到对苯二甲酸溶液。
本实用新型中，所述对苯二甲酸分离罐用于将气液分离器中分离出的未参与反应的对苯二甲酸原料与粗产品分离。在一些实施方式中，所述原料釜还与所述对苯二甲酸分离罐相连，以使从对苯二甲酸分离罐中分离出的对苯二甲酸进入原料釜作为原料继续参与反应，进一步提高原料利用率。
在一些实施方式中，所述原料釜的顶部设置有对苯二甲酸进料口，所述原料釜的底部设置有加热部件，加热部件可以使原料釜的温度达到240℃以上，例如245-255℃，使原料釜中对苯二甲酸在水中充分溶解，提高对苯二甲酸在水中的溶解度，对苯二甲酸溶液的质量浓度达到8-12％，在较高的进料浓度下可以使得原料利用率大幅提高，反应收率高。
在一些实施方式中，所述氢化反应器的顶部设置有氢气进气口。
本实用新型中，所述氢化反应器用于使氢气以及来自原料釜的对苯二甲酸溶液发生反应，得到1，4-环己烷二甲酸。
在一些实施方式中，所述氢化反应器为滴流床反应器。
在一些实施方式中，所述氢化反应器内部装有催化剂。所述催化剂为Pd/C催化剂。所述Pd/C催化剂中的载体活性炭优选为椰壳活性炭。
本实用新型中，所述气液分离器用于分离氢化反应器中反应后产生的气体和液体。在一些实施方式中，所述气液分离器上部设置有尾气排出口。
在一些实施方式中，所述原料釜还与所述粗品接收罐相连。在一些实施方式中，所述原料釜还与所述固液分离器相连。原料釜与粗品接收罐和固液分离器的连接，可以使粗品接收罐和固液分离器中分离出来的未参与反应的对苯二甲酸进入原料釜中，作为反应原料循环使用，也可以提高原料利用率。
本实用新型中，所述粗品接收罐用于接收从对苯二甲酸分离罐分离的1,4-环己烷二甲酸粗品溶液。
本实用新型中，所述结晶罐用于使1,4-环己烷二甲酸粗品溶液进行降温结晶。
本实用新型中，所述固液分离器用于分离结晶罐中降温结晶后的固相和液相。在一些实施方式中，所述固液分离器还连接有接收单元，所述接收单元被配置为接收1,4-环己烷二甲酸纯品。在一些实施方式中，所述接收单元包括第一接收罐和第二接收罐，所述第一接收罐被配置为接收1,4-环己烷二甲酸固相产品，所述第二接收罐被配置为接收1,4-环己烷二甲酸液相产品。
与现有技术相比，本实用新型的装置结构简单，可以提高原料对苯二甲酸的利用率和产物1,4-环己烷二甲酸的收率，提高生产效率，节约成本。
附图说明
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。
图1是实施例1中以对苯二甲酸为原料加氢制备1，4-环己烷二甲酸的装置图。
附图标记如下：
1：原料釜；11：对苯二甲酸进料口；2：氢化反应器；21：氢气进气口；3：气液分离器；31：尾气排出口；4：粗品接收罐；5：结晶罐；6：固液分离器；7：对苯二甲酸分离罐；8：加热部件；91：固相产物接收罐；92：液相产物接收罐。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例与附图，对本实用新型进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于构成对本实用新型的任何限制。
实施例1
如图1所示，作为一个实施例，所述以对苯二甲酸为原料加氢制备1,4-环己烷二甲酸的装置包括：依次连接的原料釜1、氢化反应器2、气液分离器3、对苯二甲酸分离罐7、粗品接收罐4、结晶罐5和固液分离器6，所述原料釜1顶部设置有对苯二甲酸进料口11，所述原料釜1底部设置有加热部件8，所述氢化反应器2顶部设置有氢气进气口21，所述气液分离器3的顶部设置有尾气排出口31，所述固液分离器6设置有固相产物接收罐91和液相产物接收罐92，所述原料釜1还与所述对苯二甲酸分离罐7、粗品接收罐4和固液分离器6分别直接相连。
使用时，水和反应原料对苯二甲酸从对苯二甲酸进料口11进入原料釜1中混合，开启加热部件8使原料釜1内温度达到245-255℃，得到浓度为11％的对苯二甲酸溶液。来自原料釜1的对苯二甲酸溶液与从氢气进气口21通入的氢气在装有钯/C催化剂的氢化反应器2内发生反应，反应后的物料(包括气体和反应液)进入气液分离器3中进行气液分离，气体从尾气排出口31排空，液体收集至对苯二甲酸分离罐7，对苯二甲酸分离罐7中的对苯二甲酸经分离后进入原料釜1作为原料循环使用，对苯二甲酸分离罐7中的粗品1,4-环己烷二甲酸则进入1,4-环己烷二甲酸粗品接收罐4中，然后粗品进入结晶罐5中降温结晶，结晶后的物料再进入固液分离器6中进行固液分离，固相进入固相产物接收罐91，液相进入液相产物接收罐92。固相即为产品(1,4-环己烷二甲酸纯品)，液相也可以直接进入原料釜1中，作为反应原料循环使用。使用本实用新型的装置制备1,4-环己烷二甲酸，得到的固相产物中1,4-环己烷二甲酸的含量可以高达99wt％以上。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种以对苯二甲酸为原料加氢制备1，4-环己烷二甲酸的装置，其特征在于，包括依次连接的原料釜、氢化反应器、气液分离器、对苯二甲酸分离罐、粗品接收罐、结晶罐和固液分离器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述原料釜顶部设置有对苯二甲酸进料口，所述原料釜底部设置有加热部件。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氢化反应器顶部设置有氢气进气口。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述原料釜与所述对苯二甲酸分离罐相连。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述原料釜与所述粗品接收罐相连；和/或，所述原料釜与所述固液分离器相连。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氢化反应器为滴流床反应器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氢化反应器内部装有催化剂。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气液分离器顶部设置有尾气排出口。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固液分离器还连接有接收单元，所述接收单元被配置为接收1,4-环己烷二甲酸纯品。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述接收单元包括：
第一接收罐，其被配置为接收1,4-环己烷二甲酸固相产品；和
第二接收罐，其被配置为接收1,4-环己烷二甲酸液相产品。
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