本实用新型涉及一种反应装置。
背景技术：
根据反应的可逆与否，化学反应可分为不可逆反应和可逆反应。对于不可逆反应，反应物能完全变为生成物，即反应能进行到底。对于可逆反应，反应物不能完全变为生成物，在一定的反应条件下存在平衡状态，为了使反应向正反应方向进行，需要破坏化学平衡状态，常用的做法是将至少一种生成物从反应体系中移出，从而提高反应物的转化率。
酯化反应是醇跟羧酸或含氧无机酸生成酯和水的反应。其中，羧酸跟醇的酯化反应是可逆的，并且一般反应极缓慢，为了加速反应的进行，一般采用催化剂、提高反应温度及将生成物从体系中移出等措施。然而，针对一些特殊的酯化反应，反应物的转化率很低，体系中生成物的含量很低，将生成物从体系中移出工艺较为复杂、成本较高。因此，开发一种新的反应装置以提高酯化反应的转化率、获得纯度高的产物、简化分离工艺及降低分离成本是目前亟须解决的问题。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中酯化反应的转化率低、分离工艺系统较为复杂及成本较高的缺陷，提供一种结构简单、成本较低、能够获得高纯度产物的反应装置。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本实用新型提供一种反应装置，其包括加热釜及位于加热釜的上方的反应塔，反应塔具有竖直设置的内部通道，内部通道的底部与加热釜的出气口相连通，内部通道的顶部与大气相连通，反应塔自下而上分为反应段和冷却段，反应段的内部通道内设有至少一层催化剂层，冷却段的内部通道内设有沿竖直方向排列的若干层支撑网，支撑网水平放置并与内部通道相贴合，支撑网上铺满陶瓷颗粒。
将反应物置于加热釜中，经气化变为蒸气，蒸气经加热釜的出气口，进入反应段，在催化剂的作用下，生成气态产物，气态产物继续上升至冷却段，经冷却变为液态产物，回流至加热釜中。随着反应物的不断气化及反应的不断进行，加热釜中反应物的含量越来越低，而液态产物的含量越来越高。反应至终点时，加热釜中液态产物含量可达94.0％以上。
本实用新型适用于反应物沸点低于产物沸点的反应，也适用于羧酸和醇的沸点低于酯的沸点的反应。本实用新型的结构简单、成本较低、能够获得高纯度产物。
优选地，反应段的外壁包有保温套，保温套内填有玻璃纤维。通过保温措施，可以提高反应段的温度，使得反应向正反应方向进行，从而提高反应物的转化率。
优选地，冷却段设有冷却夹套，冷却夹套的底部设有冷却水入口，冷却夹套的顶部设有冷却水出口。通过冷却水的冷却作用，气态产物可以更充分的冷却为液态产物，避免气态产物逸出带来的损失。
优选地，支撑网的边缘夹在上挡板、下支撑板之间，上挡板、下支撑板固定在内部通道的内周面上。通过将支撑网固定于内部通道的内周面上，可以避免气体产物进入冷却段带来振动，从而影响系统的稳定运行。
优选地，支撑网的孔径为0.8cm，陶瓷颗粒的直径为1cm。通过对支撑网孔径和陶瓷颗粒直径的选择，可以达到更好的冷却效果。
优选地，支撑网的材质为聚四氟乙烯。聚四氟乙烯有很好的密封性、耐腐蚀性及抗老化性，可以与内部通道完全紧密贴合，避免气体不经冷却直接逸出，也可以实现腐蚀性物质的反应及冷却。
本实用新型的积极进步效果在于：
本实用新型反应装置，通过对冷却段内部构件的排列方式及冷却所用陶瓷颗粒的选择，实现了很好的冷却效果，能够将产物及时地从反应体系中移出，促使反应向正反应方向进行，且结构简单、成本较低、能够获得高纯度产物。
附图说明
图1为本实用新型一反应装置的结构示意图。
附图标号说明：
加热釜10 出气口11 羧酸进液口12 醇进液口13
反应塔20
内部通道21
反应段22 催化剂层221
冷却段23 支撑网231 陶瓷颗粒232 上挡板233 下支撑板234
保温套24 玻璃纤维241
冷却夹套25 冷却水入口251 冷却水出口252
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
如图1所示的反应装置，其包括加热釜10及位于加热釜10的上方的反应塔20，反应塔20具有竖直设置的内部通道21，内部通道21的底部与加热釜10的出气口11相连通，内部通道21的顶部与大气相连通，反应塔20自下而上分为反应段22和冷却段23，内部通道21位于反应段22处设有至少一层催化剂层221，内部通道21位于冷却段23处设有沿竖直方向排列的若干层支撑网231，支撑网231水平放置并与内部通道21相贴合，支撑网231上铺满陶瓷颗粒232。
将羧酸、醇经羧酸进液口12、醇进液口13进入加热釜10中，经气化变为蒸气，蒸气经加热釜10的出气口11，进入反应段22，在催化剂的作用下，生成气态酯，气态酯继续上升至冷却段23，经冷却变为液态酯，回流至加热釜10中。随着反应物的不断气化及反应的不断进行，加热釜10中醇和羧酸的含量越来越低，而液态酯的含量越来越高。反应至终点时，加热釜10中液态产物含量可达94.0％以上。本实用新型适用于反应物沸点低于产物沸点的反应，也适用于羧酸和醇的沸点低于酯的沸点的反应。本实用新型的结构简单、成本较低、能够获得高纯度产物。
反应段22的外壁还包有保温套24，保温套24内填有玻璃纤维241。通过保温措施，可以提高反应段22的温度，使得反应向正反应方向进行，从而提高反应物的转化率。
冷却段23还设有冷却夹套25，冷却夹套25的底部设有冷却水入口251，冷却夹套25的顶部设有冷却水出口252。通过冷却水的冷却作用，气态产物可以更充分的冷却为液态产物，避免气态产物逸出带来的损失。
支撑网231的边缘夹在上挡板233、下支撑板234之间，上挡板233、下支撑板234固定在内部通道21的内周面上。通过将支撑网231固定于内部通道21的内周面上，可以避免气体产物进入冷却段23带来振动，从而影响系统的稳定运行。
支撑网231的孔径为0.8cm，陶瓷颗粒232的直径为1cm。通过对支撑网231孔径和陶瓷颗粒232直径的选择，可以达到更好的冷却效果。
支撑网231的材质为聚四氟乙烯。聚四氟乙烯有很好的密封性、耐腐蚀性及抗老化性，可以与内部通道21完全紧密贴合，避免气体不经冷却直接逸出，也可以实现腐蚀性物质的反应及冷却。
本实用新型反应装置，通过对冷却段内部构件的排列方式及冷却所用陶瓷颗粒的选择，实现了很好的冷却效果，能够将产物及时地从反应体系中移出，促使反应向正反应方向进行，且结构简单、成本较低、能够获得高纯度产物。
本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。