本實(shí)用新型涉及一種鈦硅分子篩催化劑評(píng)價(jià)裝置,更具體的講,是鈦硅分子篩催化氨肟化反應(yīng)的催化劑評(píng)價(jià)裝置,屬于化工工藝及設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù):
己內(nèi)酰胺是生產(chǎn)尼龍6纖維(棉綸)和尼龍6工程塑料的重要單體,廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、醫(yī)療制品、日用品、電子和電子元件等領(lǐng)域,而環(huán)己酮氨肟化是己內(nèi)酰胺工業(yè)生產(chǎn)中重要的反應(yīng)過程。環(huán)己酮肟制備方法中,TS-1分子篩催化環(huán)己酮氨肟化法是一種新型工藝,它采用環(huán)己酮、氨水、雙氧水為原料,溫和條件下參與反應(yīng)。該工藝與傳統(tǒng)的環(huán)己酮肟生產(chǎn)工藝相比,具有反應(yīng)條件溫和、工藝簡(jiǎn)單、裝置投資少、環(huán)境友好等特點(diǎn),因此近年國(guó)內(nèi)新上己內(nèi)酰胺項(xiàng)目基本上均采用此種工藝生產(chǎn)環(huán)己酮肟。
鈦硅分子篩TS-1是具有MFI型骨架結(jié)構(gòu)的一種環(huán)境友好型催化劑,其與雙氧水組成的選擇氧化體系具有反應(yīng)條件溫和(常壓,0-100℃)、獨(dú)特的擇形催化性能、過程無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),在環(huán)己酮氨肟化反應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。
目前國(guó)內(nèi)鈦硅分子篩的研發(fā)機(jī)構(gòu)多數(shù)采用的是間歇實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)催化劑活性,該方法存在以下缺點(diǎn):1不能連續(xù)運(yùn)行,催化劑壽命無(wú)法評(píng)價(jià);2 易發(fā)生副反應(yīng),雙氧水利用率會(huì)降低;3 與實(shí)際生產(chǎn)不符,實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中肟化反應(yīng)為連續(xù)反應(yīng)?,F(xiàn)有的少數(shù)連續(xù)實(shí)驗(yàn)所使用的評(píng)價(jià)裝置也存在催化劑易堵塞過濾器的問題,導(dǎo)致產(chǎn)物排出困難和催化效率降低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本實(shí)用新型的目的在于提供一種鈦硅分子篩的連續(xù)化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置,可以實(shí)現(xiàn)催化劑評(píng)價(jià)的長(zhǎng)周期連續(xù)反應(yīng),與實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)相符,同時(shí)又避免了裝置易堵塞和不易清洗的問題。
為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種鈦硅分子篩的連續(xù)化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置,具體包括反應(yīng)釜、環(huán)己酮/叔丁醇儲(chǔ)罐、雙氧水儲(chǔ)罐,氨氣氣瓶,氣體逸出管,砂芯漏斗,脈沖反吹儀;反應(yīng)釜配有環(huán)己酮/叔丁醇進(jìn)樣管、雙氧水進(jìn)樣管、氨氣進(jìn)樣管,分別與環(huán)己酮/叔丁醇儲(chǔ)罐、雙氧水儲(chǔ)罐、氨氣氣瓶連通,且分別設(shè)有計(jì)量控制裝置,反應(yīng)釜上方配有氣體逸出管,反應(yīng)釜下部連通產(chǎn)物收集罐,反應(yīng)釜與產(chǎn)物收集罐之間設(shè)有砂芯漏斗,砂芯漏斗上方設(shè)有脈沖反吹儀。
優(yōu)選的,所述裝置還包括用于攪拌、加熱反應(yīng)釜的恒溫磁力攪拌器。
優(yōu)選的,所述脈沖控反吹儀連接空氣壓縮機(jī),定時(shí)對(duì)砂芯漏斗進(jìn)行反吹。
優(yōu)選的,所述反應(yīng)釜材質(zhì)為耐高溫玻璃。
優(yōu)選的,所述砂芯漏斗沙盤規(guī)格為G1-G5。
優(yōu)選的,所述反應(yīng)釜容積為100~500mL。
本實(shí)用新型的有益效果是:
(1)此評(píng)價(jià)裝置可以連續(xù)長(zhǎng)周期的穩(wěn)定運(yùn)行,能更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)催化劑的催化性能及壽命,為工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù);
(2)此評(píng)價(jià)裝置可以解決過濾系統(tǒng)易堵塞問題,避免催化劑流失,提高催化劑利用效率,幫助產(chǎn)物順利排出;
(3)此評(píng)價(jià)裝置也可用于其他催化劑的連續(xù)評(píng)價(jià),適用范圍較廣。
附圖說明
圖1為鈦硅分子篩的氨肟化連續(xù)反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為反應(yīng)釜進(jìn)樣管的結(jié)構(gòu)示意圖。
1-反應(yīng)釜;2-氣體逸出管;3-砂芯漏斗;4-環(huán)己酮/叔丁醇進(jìn)樣管;5-雙氧水進(jìn)樣管;6-氨氣進(jìn)樣管;7-環(huán)己酮/叔丁醇儲(chǔ)罐;8-雙氧水儲(chǔ)罐;9-氨氣氣瓶;10-環(huán)己酮/叔丁醇計(jì)量泵;11-雙氧水計(jì)量泵;12-氨氣質(zhì)量流量控制器;13-產(chǎn)物收集罐;14-空氣壓縮機(jī);15-脈沖反吹儀;16-恒溫磁力攪拌器。
具體實(shí)施方式
一種鈦硅分子篩的連續(xù)化反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置,包括反應(yīng)釜1,所述反應(yīng)釜1為錐形瓶,反應(yīng)釜1內(nèi)放有磁子,所述反應(yīng)釜1外設(shè)有恒溫磁力攪拌器16,環(huán)己酮/叔丁醇儲(chǔ)罐7、雙氧水儲(chǔ)罐8分別經(jīng)過環(huán)己酮/叔丁醇計(jì)量泵10和雙氧水計(jì)量泵11通入到反應(yīng)釜1內(nèi),氨氣氣瓶9經(jīng)過氨氣質(zhì)量流量控制器12通入反應(yīng)釜1內(nèi),所述反應(yīng)釜1上方與氣體逸出管2連接,所述反應(yīng)釜1底部配有砂芯漏斗3,所述砂芯漏斗3與產(chǎn)物收集罐13連接,所述砂芯漏斗3上方配有脈沖反吹儀15,脈沖反吹儀15與空氣壓縮機(jī)14連接。
將0.5~8g的鈦硅分子篩催化劑和一部分叔丁醇加入反應(yīng)釜1中,啟動(dòng)恒溫磁力攪拌器16,設(shè)置加熱溫度為50~90℃,待反應(yīng)釜內(nèi)溫度達(dá)到反應(yīng)溫度,分別啟動(dòng)環(huán)己酮/叔丁醇計(jì)量泵10、雙氧水計(jì)量泵11和氨氣質(zhì)量流量控制器12,將環(huán)己酮/叔丁醇混合液、雙氧水、氨氣輸送至反應(yīng)釜1中開始催化反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體和未反應(yīng)的氨氣通過氣體逸出管2逸出反應(yīng)釜外,反應(yīng)產(chǎn)物通過砂芯漏斗3連續(xù)溢流出反應(yīng)系統(tǒng),催化劑被砂芯漏斗3截留在反應(yīng)釜1中繼續(xù)參與氨肟化反應(yīng),啟動(dòng)脈沖反吹儀15,設(shè)置固定頻率對(duì)砂芯漏斗3進(jìn)行反吹,避免催化劑堵塞砂芯漏斗3。定時(shí)從反應(yīng)產(chǎn)物出口取樣進(jìn)行分析,以判定催化劑活性。
脈沖反吹儀設(shè)定脈沖寬度為0.1~2s,脈沖間隔為1~10s。
以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型,這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。