一种二聚酸生产用固定床反应器的制作方法

本发明涉及反应器领域，更具体地说，涉及一种二聚酸生产用固定床反应器。

背景技术：

固定床反应器是指在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。这类反应器广泛用于气-固相反应和液-固相反应过程；二聚酸，通常指二聚脂肪酸，是一种成分复杂的混合物，因主要成分含有两个羧酸基团而得名；目前已经广泛应用在合成印刷电路板材料，油墨制造，火箭发动机材料等领域。

目前二聚酸生产催化过程中，由于反应速率迅速，难以准确控制催化反应的程度，通常会使反应物过度反应产生较多的副产物，影响了制成的二聚酸的纯度，而且在对产物进行蒸馏提纯时，现有反应器大多采用单直冷却管，冷凝效果差，冷却管内壁总会残留液体试剂不易清除，不便于反应器的清洁工作，也影响了产物的纯净度；申请号为201320633987.1公开的一种用于含氧煤层气脱氧的绝热复合式固定床反应器，通过在固定床反应器内部设置内筒实现两层容腔的设计，实现反应热量的有效利用，但该技术在加料时不能同时添入多种原料，存在制备前分步添加、原料相互发生化学反应影响制备纯净度的技术缺陷。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种二聚酸生产用固定床反应器，所述固定床反应器包括底座，所述底座上方左侧设置有反应筒，所述反应筒下侧设置有垫块，所述垫块上表面与反应筒底部相接触，所述垫块下表面与底座上表面相接触，所述反应筒内部设置有网盒，所述网盒上端中部固定连接有空心柱，所述空心柱内部滑动连接有楔杆，所述楔杆上端设置在空心柱外部，所述网盒上表面中部呈对称滑动连接有楔块，所述楔杆下端与楔块靠近空心柱的一端相匹配，所述楔块外侧设置有弹性连杆，所述弹性连杆外侧固定连接有卡紧块，所述空心柱上端左侧设置有加料器，所述加料器左侧固定连接有液压装置，所述底座上表面左侧固定连接有支撑架，所述支撑架设置在反应筒左侧，所述支撑架右端与液压装置下侧固定连接，所述反应筒右侧设置有蒸馏瓶，所述反应筒右侧下端固定连接有阀门管，所述反应筒通过阀门管与蒸馏瓶左侧相连通，所述底座上表面中部固定连接有加热器，所述加热器设置在蒸馏瓶下方，所述蒸馏瓶顶部固定连接有温度计，所述蒸馏瓶右侧上端固定连接有y型管，所述蒸馏瓶右侧设置有冷凝箱，所述y型管右端设置在冷凝箱内部，所述冷凝箱右侧设置有挤液装置，所述挤液装置右端固定连接有集液管，所述集液管下方设置有收集瓶，所述收集瓶下表面与垫块上表面相接触。

优选的，所述加料器上侧固定连接有放料管，所述加料器下侧固定连接有进料管，所述进料管下端与反应筒左侧上端相连通，所述加料器中部设置有连杆，所述连杆中部固定连接有滑塞，所述滑塞与加料器内部滑动连接，所述滑塞表面设置有加厚层。

优选的，所述放料管数量优选为三个，所述进料管数量优选为两个，所述滑塞数量优选为四个。

优选的，所述液压装置包括液压缸和手动阀，所述手动阀设置在液压缸上方，所述液压缸右侧与加料器左侧固定连接，所述液压缸下侧与支撑杆固定连接，所述液压缸内部设置有液压杆，所述液压杆左端与液压缸内壁滑动连接，所述液压杆右端贯穿液压缸右侧且与滑塞左侧固定连接，所述液压缸与手动阀之间设置有连通管，所述手动阀通过连通管与液压缸相连通。

优选的，所述冷凝箱左侧上端固定连接有进水管，所述进水管下端设置在冷凝箱内部，所述冷凝箱右侧下端固定连接有出水管，所述出水管靠近冷凝箱的一端活动连接有阀门，所述冷凝箱内部设置有螺旋管，所述螺旋管左端与y型管相连通，所述螺旋管右端与挤液装置固定连接。

优选的，所述挤液装置包括壳体，所述壳体内部下侧左右两端均设置有单向阀门，所述单向阀门右端与壳体固定连接，所述壳体内部上侧转动连接有转动轴，所述转动轴外部固定连接有曲柄机构，所述壳体下端左侧与螺旋管相连通，所述壳体下端右侧与集液管相连通。

优选的，所述出水管中部呈对称转动连接有叶轮，所述叶轮中部均固定连接有传动杆，所述曲柄机构内侧的转动轴中部与传动杆固定连接，所述传动杆之间设置有传动皮带，所述出水管两侧的传动杆与支撑架转动连接。

优选的，所述网盒下端外侧活动连接有滑轮，所述反应筒内壁开设有轮槽，所述滑轮与轮槽滑动连接，所述反应筒内壁设置有齿状层，所述卡紧块远离楔块的一端设置有防滑层。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

与现有的反应器相比，本发明具有便于控制催化反应速率、可同时添加入反应物、冷凝效果好和冷凝管易清洁的优点；现有的固定床反应器在催化反应中，由于催化剂的参与加快了反应速率，造成使用者难以控制反应进行的程度，本发明通过设置网盒和空心柱的结构，将催化剂放置在网盒内部，调整网盒的上下位置即可方便控制反应进行的程度，有利于减少副产物，提高制备产品的精度。

进一步的，在添加原料过程中，本发明设置加料器的结构，通过调整滑塞的位置即可控制不同放料管中的原料进入反应筒，避免了分步多次添加的繁琐过程，便于计算控制原料，不易出错，使各种原料分隔进入，避免了制备前原料相互发生化学反应影响制备的纯净度，使生产的树脂产品质量更好，合格率更高。

进一步的，本发明通过设置液压装置的结构，仅用较小的人工力调整手动阀，即可完成对液压杆左右移动的驱动，从而通过滑塞控制不同原料的进入，更加省力、方便、节能且具有较高的安全性。

进一步的，现有反应器仅少量添加了蒸馏的功能，而且大多采用单直冷却管，冷凝时间长效果差，冷凝结果也不够彻底，影响了产物的纯净度，本发明通过设置冷凝箱的结构，使用了y型管和螺旋管，将蒸馏产生的气体分成两部分进行冷凝，而且螺旋管增大了气体与冷凝水的接触面积，缩短了冷凝时间、提高了冷凝效果，使生产的二聚酸产品质量更好，纯度更高。

进一步的，现有反应器中的冷凝管内壁总会残留液体试剂不易清除，本发明通过设置挤液装置，利用大气压原理，将残留的液体挤出流进集液管，简便了反应器冷凝管的清洁工作，使接下来得到的产物纯度也更高。

进一步的，本发明通过设置叶轮和传动杆的结构，让使用过的冷凝水排放流动驱动叶轮转动，巧妙利用传动杆和传动皮带的动力传递，使水能转化为曲柄机构的动能，结构简单紧凑，而且有效的节约了成本和降低了能源消耗，有利于资源的循环使用，绿色环保。

进一步的，本发明通过设置滑轮的机构，方便网盒在反应筒内的上下滑动，设置齿状层和防滑垫的机构，便于卡紧块将网盒制动在制定位置，优化了本发明可方便控制反应进行程度的功能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明反应筒的结构示意图；

图3为本发明图2中a处的放大图；

图4为本发明图2中b处的放大图；

图5为本发明网盒的仰视剖视图；

图6为本发明加料器的结构示意图；

图7为本发明液压装置的俯视图；

图8为本发明冷凝箱的结构示意图；

图9为本发明挤液装置的结构示意图；

图10为本发明出水管和叶轮的结构示意图；

图11为本发明传动杆和传动皮带的左视图。

图中标号说明：

1、底座；2、反应筒；3、垫块；4、网盒；5、空心柱；6、楔杆；7、楔块；8、弹性连杆；9、卡紧块；10、加料器；11、液压装置；12、支撑架；13、蒸馏瓶；14、加热器；15、y型管；16、冷凝箱；17、挤液装置；18、集液管；19、收集瓶；20、放料管；21、进料管；22、连杆；23、加厚层；24、滑塞；25、液压缸；26、手动阀；27、连通管；28、液压杆；29、进水管；30、螺旋管；31、出水管；32、壳体；33、单向阀门；34、曲柄机构；35、叶轮；36、传动杆；37、传动皮带；38、滑轮；39、轮槽；40、齿状层；41、防滑垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1、图2、图3、图4和图5，本发明公开一种固定床反应器，包括底座1，底座1上方左侧设置有反应筒2，反应筒2下侧设置有垫块3，垫块3上表面与反应筒2底部相接触，垫块3下表面与底座1上表面相接触，反应筒2内部设置有网盒4，网盒4上端中部固定连接有空心柱5，空心柱5内部滑动连接有楔杆6，楔杆6上端设置在空心柱5外部，网盒4上表面中部呈对称滑动连接有楔块7，楔杆6下端与楔块7靠近空心柱5的一端相匹配，楔块7外侧设置有弹性连杆8，弹性连杆8外侧固定连接有卡紧块9，空心柱5上端左侧设置有加料器10，加料器10左侧固定连接有液压装置11，底座1上表面左侧固定连接有支撑架12，支撑架12设置在反应筒2左侧，支撑架12右端与液压装置11下侧固定连接，反应筒2右侧设置有蒸馏瓶13，反应筒2右侧下端固定连接有阀门管，反应筒2通过阀门管与蒸馏瓶13左侧相连通，底座1上表面中部固定连接有加热器14，加热器14设置在蒸馏瓶13下方，蒸馏瓶13顶部固定连接有温度计，蒸馏瓶13右侧上端固定连接有y型管15，蒸馏瓶13右侧设置有冷凝箱16，y型管15右端设置在冷凝箱16内部，冷凝箱16右侧设置有挤液装置17，挤液装置17右端固定连接有集液管18，集液管18下方设置有收集瓶19，收集瓶19下表面与垫块3上表面相接触；通过设置网盒4和空心柱5的结构，将催化剂放置在网盒4内部，调整网盒4的上下位置即可方便控制反应进行的程度，有利于减少副产物，提高制备产品的精度。

使用者使用本发明进行催化高纯度二聚酸时，首先将原料分类别添加入加料器10上方的放料管20内，然后人力移动手动阀26，通过连通管27改变液压装置11中的液体在液压缸25内前后的位置，使液压杆28向右移动从而推动连杆22和滑塞24改变位置，可选择相邻的两个放料管20中的原料通过进料管21最终进入反应筒2中参与反应；

使用者需要控制调整反应进行程度时，将空心柱5内的楔杆6向上拔起，解除了楔杆6下侧与楔块7侧面的匹配，使楔块7和卡紧块9均向网盒4中部移动，从而使楔块7外侧的防滑层41与反应筒2内壁的齿状层40不再接触，从而手持空心柱5上下移动，可带动网盒4整体上下移动，从而改变网盒4内催化剂与反应筒2中混合试剂的接触面积，以达到控制调整反应进行程度的目的，滑轮38在轮槽39内滑动，将移动的滑动摩擦力转化为滚动摩擦，减小了摩擦力，便于滑动，调整完毕后，再次将楔杆6向下插入，使楔块7向两端移动，弹性连接8的弹性伸缩量很小，用于减缓冲击力，最终使防滑层41与齿状层40紧贴接触，完成网盒4在水平方向的固定；

反应物液体在蒸馏瓶13内被加热器14加热后，汽化为气体向上进入y型管15，温度计可以测量蒸馏瓶13与y型管15接口处的温度，便于控制气体蒸馏的程度，气体随后被分为两部分分别进入螺旋管30，使用者可提前打开进水管29上的阀门，将冷凝水通入冷凝箱16内，螺旋管30表面的接触面积更大，使冷凝更加彻底效果更好，当排放冷凝水时，打开出水管31上端的阀门，水流受重力下流时，驱动叶轮35转动，从而使传动杆36转动，通过传动皮带37和传动杆36将动力输送给转动轴，带动曲柄机构34转动，曲柄机构34下侧与壳体32紧密接触，上下移动曲柄机构34时会改变壳体32内部的气压，通过左侧单向阀门33将螺旋管30内的被冷凝的液体吸入壳体32内部，再通过右侧单向阀门33将壳体32内部的液体推入集液管18内，最终流入收集瓶19中以便保存。

优选的，加料器10上侧固定连接有放料管20，加料器10下侧固定连接有进料管21，进料管21下端与反应筒2左侧上端相连通，加料器10中部设置有连杆22，连杆22中部固定连接有滑塞24，滑塞24与加料器10内部滑动连接，滑塞24表面设置有加厚层23；料管20数量优选为三个，进料管21数量优选为两个，滑塞24数量优选为四个；在添加原料过程中，本发明设置加料器10的结构，通过调整滑塞24的位置即可控制不同放料管20中的原料进入反应筒2，避免了分步多次添加的繁琐过程，便于计算控制原料，不易出错，使各种原料分隔进入，避免了制备前原料相互发生化学反应影响制备的纯净度，使生产的树脂产品质量更好，合格率更高。

优选的，液压装置11包括液压缸25和手动阀26，手动阀26设置在液压缸25上方，液压缸25右侧与加料器10左侧固定连接，液压缸25下侧与支撑杆12固定连接，液压缸25内部设置有液压杆28，液压杆28左端与液压缸25内壁滑动连接，液压杆28右端贯穿液压缸25右侧且与滑塞24左侧固定连接，液压缸25与手动阀26之间设置有连通管27，手动阀26通过连通管27与液压缸25相连通；本发明通过设置液压装置11的结构，仅用较小的人工力调整手动阀26，即可完成对液压杆28左右移动的驱动，从而通过滑塞24控制不同原料的进入，更加省力、方便、节能且具有较高的安全性。

优选的，冷凝箱16左侧上端固定连接有进水管29，进水管29下端设置在冷凝箱16内部，冷凝箱16右侧下端固定连接有出水管31，出水管31靠近冷凝箱16的一端活动连接有阀门，冷凝箱16内部设置有螺旋管30，螺旋管30左端与y型管15相连通，螺旋管30右端与挤液装置17固定连接；本发明通过设置冷凝箱16的结构，使用了y型管15和螺旋管30，将蒸馏产生的气体分成两部分进行冷凝，而且螺旋管30增大了气体与冷凝水的接触面积，缩短了冷凝时间、提高了冷凝效果，使生产的二聚酸产品质量更好，纯度更高。

优选的，挤液装置17包括壳体32，壳体32内部下侧左右两端均设置有单向阀门33，单向阀门33右端与壳体32固定连接，壳体32内部上侧转动连接有转动轴，转动轴外部固定连接有曲柄机构34，壳体32下端左侧与螺旋管30相连通，壳体32下端右侧与集液管18相连通；本发明通过设置挤液装置17，利用大气压原理，将残留的液体挤出流进集液管18，简便了反应器中螺旋管30的清洁工作，使接下来得到的产物纯度也更高。

优选的，出水管31中部呈对称转动连接有叶轮35，叶轮35中部均固定连接有传动杆36，曲柄机构34内侧的转动轴中部与传动杆36固定连接，传动杆36之间设置有传动皮带37，出水管31两侧的传动杆36与支撑架12转动连接；本发明通过设置叶轮35和传动杆36的结构，让使用过的冷凝水排放流动驱动叶轮35转动，巧妙利用传动杆36和传动皮带37的动力传递，使水能转化为曲柄机构34的动能，结构简单紧凑，而且有效的节约了成本和降低了能源消耗，有利于资源的循环使用，绿色环保。

优选的，网盒4下端外侧活动连接有滑轮38，反应筒2内壁开设有轮槽39，滑轮38与轮槽39滑动连接，反应筒2内壁设置有齿状层40，卡紧块9远离楔块7的一端设置有防滑层41；本发明通过设置滑轮38的机构，方便网盒4在反应筒2内的上下滑动，设置齿状层40和防滑垫41的机构，便于卡紧块9将网盒4制动在制定位置，优化了本发明可方便控制反应进行程度的功能。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。