本實(shí)用新型涉及一種反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

根據(jù)反應(yīng)的可逆與否，化學(xué)反應(yīng)可分為不可逆反應(yīng)和可逆反應(yīng)。對(duì)于不可逆反應(yīng)，反應(yīng)物能完全變?yōu)樯晌?，即反?yīng)能進(jìn)行到底。對(duì)于可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全變?yōu)樯晌铮谝欢ǖ姆磻?yīng)條件下存在平衡狀態(tài)，為了使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，需要破壞化學(xué)平衡狀態(tài)，常用的做法是將至少一種生成物從反應(yīng)體系中移出，從而提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

酯化反應(yīng)是醇跟羧酸或含氧無(wú)機(jī)酸生成酯和水的反應(yīng)。其中，羧酸跟醇的酯化反應(yīng)是可逆的，并且一般反應(yīng)極緩慢，為了加速反應(yīng)的進(jìn)行，一般采用催化劑、提高反應(yīng)溫度及將生成物從體系中移出等措施。然而，針對(duì)一些特殊的酯化反應(yīng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率很低，體系中生成物的含量很低，將生成物從體系中移出工藝較為復(fù)雜、成本較高。因此，開(kāi)發(fā)一種新的反應(yīng)裝置以提高酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、獲得純度高的產(chǎn)物、簡(jiǎn)化分離工藝及降低分離成本是目前亟須解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率低、分離工藝系統(tǒng)較為復(fù)雜及成本較高的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、能夠獲得高純度產(chǎn)物的反應(yīng)裝置。

本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題：

本實(shí)用新型提供一種反應(yīng)裝置，其包括加熱釜及位于加熱釜的上方的反應(yīng)塔，反應(yīng)塔具有豎直設(shè)置的內(nèi)部通道，內(nèi)部通道的底部與加熱釜的出氣口相連通，內(nèi)部通道的頂部與大氣相連通，反應(yīng)塔自下而上分為反應(yīng)段和冷卻段，反應(yīng)段的內(nèi)部通道內(nèi)設(shè)有至少一層催化劑層，冷卻段的內(nèi)部通道內(nèi)設(shè)有沿豎直方向排列的若干層支撐網(wǎng)，支撐網(wǎng)水平放置并與內(nèi)部通道相貼合，支撐網(wǎng)上鋪滿(mǎn)陶瓷顆粒。

將反應(yīng)物置于加熱釜中，經(jīng)氣化變?yōu)檎魵猓魵饨?jīng)加熱釜的出氣口，進(jìn)入反應(yīng)段，在催化劑的作用下，生成氣態(tài)產(chǎn)物，氣態(tài)產(chǎn)物繼續(xù)上升至冷卻段，經(jīng)冷卻變?yōu)橐簯B(tài)產(chǎn)物，回流至加熱釜中。隨著反應(yīng)物的不斷氣化及反應(yīng)的不斷進(jìn)行，加熱釜中反應(yīng)物的含量越來(lái)越低，而液態(tài)產(chǎn)物的含量越來(lái)越高。反應(yīng)至終點(diǎn)時(shí)，加熱釜中液態(tài)產(chǎn)物含量可達(dá)94.0％以上。

本實(shí)用新型適用于反應(yīng)物沸點(diǎn)低于產(chǎn)物沸點(diǎn)的反應(yīng)，也適用于羧酸和醇的沸點(diǎn)低于酯的沸點(diǎn)的反應(yīng)。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、能夠獲得高純度產(chǎn)物。

優(yōu)選地，反應(yīng)段的外壁包有保溫套，保溫套內(nèi)填有玻璃纖維。通過(guò)保溫措施，可以提高反應(yīng)段的溫度，使得反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，從而提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

優(yōu)選地，冷卻段設(shè)有冷卻夾套，冷卻夾套的底部設(shè)有冷卻水入口，冷卻夾套的頂部設(shè)有冷卻水出口。通過(guò)冷卻水的冷卻作用，氣態(tài)產(chǎn)物可以更充分的冷卻為液態(tài)產(chǎn)物，避免氣態(tài)產(chǎn)物逸出帶來(lái)的損失。

優(yōu)選地，支撐網(wǎng)的邊緣夾在上擋板、下支撐板之間，上擋板、下支撐板固定在內(nèi)部通道的內(nèi)周面上。通過(guò)將支撐網(wǎng)固定于內(nèi)部通道的內(nèi)周面上，可以避免氣體產(chǎn)物進(jìn)入冷卻段帶來(lái)振動(dòng)，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

優(yōu)選地，支撐網(wǎng)的孔徑為0.8cm，陶瓷顆粒的直徑為1cm。通過(guò)對(duì)支撐網(wǎng)孔徑和陶瓷顆粒直徑的選擇，可以達(dá)到更好的冷卻效果。

優(yōu)選地，支撐網(wǎng)的材質(zhì)為聚四氟乙烯。聚四氟乙烯有很好的密封性、耐腐蝕性及抗老化性，可以與內(nèi)部通道完全緊密貼合，避免氣體不經(jīng)冷卻直接逸出，也可以實(shí)現(xiàn)腐蝕性物質(zhì)的反應(yīng)及冷卻。

本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：

本實(shí)用新型反應(yīng)裝置，通過(guò)對(duì)冷卻段內(nèi)部構(gòu)件的排列方式及冷卻所用陶瓷顆粒的選擇，實(shí)現(xiàn)了很好的冷卻效果，能夠?qū)a(chǎn)物及時(shí)地從反應(yīng)體系中移出，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、能夠獲得高純度產(chǎn)物。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

加熱釜10 出氣口11 羧酸進(jìn)液口12 醇進(jìn)液口13

反應(yīng)塔20

內(nèi)部通道21

反應(yīng)段22 催化劑層221

冷卻段23 支撐網(wǎng)231 陶瓷顆粒232 上擋板233 下支撐板234

保溫套24 玻璃纖維241

冷卻夾套25 冷卻水入口251 冷卻水出口252

具體實(shí)施方式

下面舉個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來(lái)更清楚完整地說(shuō)明本實(shí)用新型。

如圖1所示的反應(yīng)裝置，其包括加熱釜10及位于加熱釜10的上方的反應(yīng)塔20，反應(yīng)塔20具有豎直設(shè)置的內(nèi)部通道21，內(nèi)部通道21的底部與加熱釜10的出氣口11相連通，內(nèi)部通道21的頂部與大氣相連通，反應(yīng)塔20自下而上分為反應(yīng)段22和冷卻段23，內(nèi)部通道21位于反應(yīng)段22處設(shè)有至少一層催化劑層221，內(nèi)部通道21位于冷卻段23處設(shè)有沿豎直方向排列的若干層支撐網(wǎng)231，支撐網(wǎng)231水平放置并與內(nèi)部通道21相貼合，支撐網(wǎng)231上鋪滿(mǎn)陶瓷顆粒232。

將羧酸、醇經(jīng)羧酸進(jìn)液口12、醇進(jìn)液口13進(jìn)入加熱釜10中，經(jīng)氣化變?yōu)檎魵猓魵饨?jīng)加熱釜10的出氣口11，進(jìn)入反應(yīng)段22，在催化劑的作用下，生成氣態(tài)酯，氣態(tài)酯繼續(xù)上升至冷卻段23，經(jīng)冷卻變?yōu)橐簯B(tài)酯，回流至加熱釜10中。隨著反應(yīng)物的不斷氣化及反應(yīng)的不斷進(jìn)行，加熱釜10中醇和羧酸的含量越來(lái)越低，而液態(tài)酯的含量越來(lái)越高。反應(yīng)至終點(diǎn)時(shí)，加熱釜10中液態(tài)產(chǎn)物含量可達(dá)94.0％以上。本實(shí)用新型適用于反應(yīng)物沸點(diǎn)低于產(chǎn)物沸點(diǎn)的反應(yīng)，也適用于羧酸和醇的沸點(diǎn)低于酯的沸點(diǎn)的反應(yīng)。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、能夠獲得高純度產(chǎn)物。

反應(yīng)段22的外壁還包有保溫套24，保溫套24內(nèi)填有玻璃纖維241。通過(guò)保溫措施，可以提高反應(yīng)段22的溫度，使得反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，從而提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

冷卻段23還設(shè)有冷卻夾套25，冷卻夾套25的底部設(shè)有冷卻水入口251，冷卻夾套25的頂部設(shè)有冷卻水出口252。通過(guò)冷卻水的冷卻作用，氣態(tài)產(chǎn)物可以更充分的冷卻為液態(tài)產(chǎn)物，避免氣態(tài)產(chǎn)物逸出帶來(lái)的損失。

支撐網(wǎng)231的邊緣夾在上擋板233、下支撐板234之間，上擋板233、下支撐板234固定在內(nèi)部通道21的內(nèi)周面上。通過(guò)將支撐網(wǎng)231固定于內(nèi)部通道21的內(nèi)周面上，可以避免氣體產(chǎn)物進(jìn)入冷卻段23帶來(lái)振動(dòng)，從而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

支撐網(wǎng)231的孔徑為0.8cm，陶瓷顆粒232的直徑為1cm。通過(guò)對(duì)支撐網(wǎng)231孔徑和陶瓷顆粒232直徑的選擇，可以達(dá)到更好的冷卻效果。

支撐網(wǎng)231的材質(zhì)為聚四氟乙烯。聚四氟乙烯有很好的密封性、耐腐蝕性及抗老化性，可以與內(nèi)部通道21完全緊密貼合，避免氣體不經(jīng)冷卻直接逸出，也可以實(shí)現(xiàn)腐蝕性物質(zhì)的反應(yīng)及冷卻。

本實(shí)用新型反應(yīng)裝置，通過(guò)對(duì)冷卻段內(nèi)部構(gòu)件的排列方式及冷卻所用陶瓷顆粒的選擇，實(shí)現(xiàn)了很好的冷卻效果，能夠?qū)a(chǎn)物及時(shí)地從反應(yīng)體系中移出，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、能夠獲得高純度產(chǎn)物。

本實(shí)用新型不局限于上述實(shí)施方式，不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。