一种乳酸酯制备用新型固定床的制作方法

1.本实用新型涉及乳酸酯制备装置领域，特别涉及到一种乳酸酯制备用新型固定床。


背景技术：

2.利用固定床制备乳酸酯时，在反应温度、反应物料比以及反应容器内压力确定的情况下，通常需要延长原料液与固体酸催化剂的接触时间来提高乳酸酯的产率。而现有固定床中，采用固体酸催化剂堆或者固体酸催化剂板作为固体酸催化剂载体，固体酸催化剂堆适用于一次性进出料的长时间反应，但只能进行间断性反应植被乳酸酯；固体酸催化剂板则适用于连续性进料和出料的反应体系，而为了获得较长的反应时间，使用固体酸催化剂板的反应体系需要对加料速度进行控制，或者增加反应釜的长度以及固体酸催化剂板的数量，以期获得较长的反应接触时间。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种乳酸酯制备用新型固定床，利用锥形凸起结构和锥形凹槽结构在固体酸催化剂载体上构造出一个斜面，使得反应溶液在固体酸催化剂载体上流经的路程增加，从而增加了反应溶液与固体酸催化剂载体上固体酸催化剂的接触时间，进而可以在相同的进料情况下提高了乳酸酯的产率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种乳酸酯制备用新型固定床，包括反应釜和固体酸催化剂载体，所述反应釜顶部内壁上设置有原料液喷头，所述原料液喷头下方设置有与所述反应釜内壁密封连接的分流板；所述反应釜下端设置有与所述反应釜内壁密封连接的稳流板，位于所述稳流板下方的所述反应釜底部设置有出料管；位于所述分流板与所述稳流板中间的所述反应釜内设置有大于或等于3个所述固体酸催化剂载体；所述固体酸催化剂载体一板面上设有锥形凸起结构，所述固体酸催化剂载体另一板面上设有锥形凹槽结构。
6.上述乳酸酯制备用新型固定床，所述锥形凸起结构锥角为100～160
°
。
7.上述乳酸酯制备用新型固定床，所述锥形凹槽结构锥角为100～160
°
。
8.上述乳酸酯制备用新型固定床，在所述反应釜内，相邻的两个所述固体酸催化剂载体上的两个所述锥形凸起结构相邻或者两个所述锥形凹槽结构相邻。
9.上述乳酸酯制备用新型固定床，所述固体酸催化剂载体包括固体酸催化剂负载管，所述固体酸催化剂负载管安装在多孔承载板上。
10.上述乳酸酯制备用新型固定床，所述固体酸催化剂负载管安装在螺旋状温控管上，所述螺旋状温控管整体为锥形结构；所述螺旋状温控管进液端与热媒输入管出液端流体导通连接，所述螺旋状温控管出液端与热媒输出管进液端流体导通连接。
11.本实用新型的有益效果如下：
12.1.在锥形凹槽结构朝上时，锥形凸起结构起到汇流作用，可以使在固体酸催化剂
载体上流动的反应溶液进行混合，而当锥形凹槽结构朝下时，锥形凸起结构起到了分流作用，使得反应溶液分散。
13.2.利用螺旋状温控管对在固体酸催化剂载体上进行反应的反应溶液进行温度控制，不仅可以解决积温，还可以解决反应溶液内部不易升温的问题。
附图说明
14.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
15.图1为本实用新型乳酸酯制备用新型固定床的结构示意图；
16.图2为本实用新型乳酸酯制备用新型固定床的固体酸催化剂载体的结构示意图。
17.图中，1
‑
反应釜；2
‑
原料液喷头；3
‑
分流板；4
‑
固体酸催化剂载体；5
‑
锥形凹槽结构；6
‑
锥形凸起结构；7
‑
出料管；8
‑
热媒输入管；9
‑
热媒输出管；10
‑
固体酸催化剂负载管；11
‑
螺旋状温控管；12
‑
多孔承载板。
具体实施方式
18.为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
19.如图1和图2所示，本实用新型乳酸酯制备用新型固定床，包括反应釜1和固体酸催化剂载体4，所述反应釜1顶部内壁上设置有原料液喷头2，所述原料液喷头2下方设置有与所述反应釜1内壁密封连接的分流板3；所述反应釜1下端设置有与所述反应釜1内壁密封连接的稳流板，位于所述稳流板下方的所述反应釜1底部设置有出料管7；位于所述分流板3与所述稳流板中间的所述反应釜1内设置有4个所述固体酸催化剂载体4；所述固体酸催化剂载体4一板面上设有锥形凸起结构6，所述固体酸催化剂载体4另一板面上设有锥形凹槽结构5。本实施例中，原料液为乳酸与乙醇混合溶液。
20.其中，所述锥形凸起结构6锥角为120
°
，所述锥形凹槽结构5锥角为120
°
，而且在所述反应釜1内，相邻的两个所述固体酸催化剂载体4上的两个所述锥形凸起结构6相邻或者两个所述锥形凹槽结构5相邻。
21.反应溶液从所述固体酸催化剂载体4上表面流至所述固体酸催化剂载体4下表面上，需要克服表面张力带来的阻力，为了在保证反应溶液在所述固体酸催化剂载体4上停留足够的时间的前提下反应溶液能顺利通过所述固体酸催化剂载体4，本实施例中，所述固体酸催化剂载体4包括固体酸催化剂负载管10，所述固体酸催化剂负载管10安装在多孔承载板12上，所述固体酸催化剂负载管10为花眼管。为了对在所述固体酸催化剂载体4上进行反应的反应溶液进行调温，本实施例中，将所述固体酸催化剂负载管10安装在螺旋状温控管11上，所述螺旋状温控管11整体为锥形结构；所述螺旋状温控管11进液端与热媒输入管8出液端流体导通连接，所述螺旋状温控管11出液端与热媒输出管9进液端流体导通连接。利用所述螺旋状温控管11可以从外到内对处于所述固体酸催化剂载体4上的反应溶液进行控温，避免了外侧控温无法对反应溶液内部进行快速直接调控情况的出现，而且所述锥形凸起结构6的汇流和分流作用可以使反应溶液温度更为均匀。
22.使用本实用新型时，通过所述原料液喷头2将原料液喷到所述分流板3上，由所述
分流板3进行分流，经所述分流板3分流后的原料液较为均匀地滴落到所述固体酸催化剂载体4上，原料液在所述固体酸催化剂载体4上的固体酸催化剂的催化作用下发生酯化反应，同时在重力作用下向下流动。而当原料液经反应后得到的反应溶液流至所述稳流板上时，所述稳流板将位于所述稳流板上方的所述反应釜1内侧壁上的反应溶液进行汇流并形成稳定的流体流入所述反应釜1底部。
23.反应溶液在所述固体酸催化剂载体4上流动的时候，在重力和表面张力的作用下，反应溶液先沿所述固体酸催化剂载体4流动，当所述锥形凸起结构6朝下时，反应溶液向所述锥形凸起结构6的锥尖处汇集，而当所述锥形凸起结构6朝上时，流到所述锥形凸起结构6的反应溶液又会被分散开，这样就可以延长反应溶液与所述固体酸催化剂载体4上的固体酸催化剂进行接触的时间，从而提高乳酸乙酯的产率。
24.本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。