一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备领域，具体涉及一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置。


背景技术：

2.酯化反应是生产有机酸酯中最为广泛使用的方法之一，但有机酯酸的酯化反应极缓慢，且转化率受限，大多数酯化反应均在反应釜中进行，反应釜带有夹套加热，并带有搅拌混合物料，酯化反应生成的水通过夹带剂除去，导致间歇式进料出料，这种反应方式反应时间长，生产效率低，操作复杂难以实现自动化；而现有的连续酯化反应装置中，仍然延续之前酯化反应的反应场所和反应方式，导致连续酯化反应装置存在结构复杂、连续化生产效率低等问题。


技术实现要素：

3.为解决现有的连续酯化反应装置结构复杂和连续化生产效率低的问题，本实用新型提供了一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，具体方案如下：
4.一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，包括进料装置、反应装置和处理装置，各装置间通过管道相互串联，进料装置包括进料泵和混合器，进料泵通过管道连接混合器，混合器通过管道连接固定床，反应装置包括至少一个固定床，固定床由上至下依次包括闪蒸区和固体催化剂填料区，闪蒸区顶部通过管道连通真空泵，固定床下部设有输出管道；混合器和固定床之间的管道上设有预热器和温度变送器。
5.进一步的，所述反应装置包括至少2个固定床，前侧固定床下部和后侧固定床上部入口之间的管道上设有转料泵。
6.进一步的，所述进料装置的管道上设有自缓冲罐和流量变送器。
7.进一步的，所述闪蒸区顶部设有除沫器。
8.进一步的，所述固体催化剂填料区的催化剂为分子筛。
9.进一步的，所述处理装置包括淬灭换热器、冷却器和气液分离罐，最后一级固定床入口通过管道连接气液分离罐，管道上安装冷却器，淬灭换热器设在最后一级固定床的下出口管道上。
10.进一步的，所述固定床顶部与压力变送器连通。
11.进一步的，所述混合器为微通道混合器或静态混合器。
12.本实用新型通过设置多级相互串联的固定床，固定床内设有闪蒸区和催化剂填料区，将一定分量的反应物依次通过多级固定床进行闪蒸并加快酯化反应，降低反应物中的杂质，提高酯化反应的生产效率，同时处理装置对生成物进行一系列的处理，结构简单，环保易操作。
附图说明
13.图1为本实用新型固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置结构示意图。
14.图中：1、自缓冲罐；2、进料泵；3、混合器；4、固定床；4-1、闪蒸区；4-2、固体催化剂填料区；5、转料泵；6、预热器；7、除沫器；8、真空泵；9、淬灭换热器；10、冷却器；11、气液分离罐；12、流量变送器；13、温度变送器；14、压力变送器。
具体实施方式
15.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
16.本实用新型公开了一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，由图一所示，装置主要包括进料装置、反应装置和处理装置，各装置间通过管道相互串联，进料装置包括进料泵2和混合器3，进料泵2通过管道连接混合器3，混合器3可以为微通道混合器、静态混合器或射流混合器，进料装置的管道上设有自缓冲罐1和流量变送器12，混合器3通过管道连通反应装置，反应装置包含4个相互串联的固定床4，从左至右依次为一级固定床、二级固定床
……
以此类推，固定床4由上至下依次包括闪蒸区4-1和固体催化剂填料区4-2，闪蒸区4-1顶部连通真空泵8，闪蒸出的气体进入真空泵8，真空泵8用于变频控制闪蒸区4-1内的真空度，闪蒸区4-1顶部还设有除沫器7，用于滤除气体中的液滴，固体催化剂填料区4-2的催化剂为分子筛，分子筛在工作温度下呈酸性，可催化完成酯化反应，混合器3和固定床4之间的管道上设有预热器6和温度变送器13，预热器6用于控制反应物温度，温度变送器13用于控制闪蒸区4-1的温度，固定床4下部设有输出管道，前侧固定床4下部和相邻的后侧固定床4上部入口处之间的管道上设有转料泵5，处理装置包括淬灭换热器9、冷却器10和气液分离罐11，最后一级固定床4入口通过管道连接气液分离罐11，气液分离罐11用于收集冷凝气，排放不凝气至真空泵8，管道上安装冷却器10，冷却器10用于冷凝闪蒸出的蒸汽，淬灭换热器9设在最后一级固定床4的下出口管道上，用于降低淬灭反应，固定床4顶部还与压力变送器14连通。
17.本实用新型装置的工作过程，以乙酸酯化反应为例，反应温度110℃，闪蒸压力-30kpag，反应公式为：反应物1为过量的乙酸，反应物2为分量100-300的醇，乙酸与醇分别从自缓冲罐1进入进料泵2中，流量变送器12调节输送到混合器3中的乙酸和醇的分量，将适量的乙酸和醇输送至混合器3，一级固定床4入口处的预热器将乙酸和醇的温度升高至反应温度，从闪蒸区4-1进入固定床4，在一级固定床不闪蒸，直接进入固体催化剂填料区4-2进行反应，反应后的生成物乙酸酯和未完全反应的乙酸、水等物质经过一级固定床出口处的转料泵5转出，并经过预热器6将温度升高至略高于反应温度，温度变送器12控制闪蒸区4-1的温度使其达到闪蒸环境，反应物和生成物经过二级固定床的闪蒸区4-1闪蒸，反应时生成的水和杂质经过闪蒸后变成气体通过上部的除沫器7进行过滤，剩下的反应物再流经固体催化剂填料区4-2进行反应，生成物和反应物由二级固定床4出口处的转料泵5转出到三级固定床，并经过三级固定床的闪蒸区4-1闪蒸，反应时生成的水和杂质经过闪蒸后变成气体通过上部的除沫器7进行过滤，剩下的反应
物再流经固体催化剂填料区4-2进行反应，反应物和生成物由三级固定床4出口处的转料泵5转出到四级固定床，并经过四级固定床的闪蒸区4-1闪蒸，反应时生成的水和杂质经过闪蒸后变成气体通过上部的除沫器7进行过滤，剩下的反应物再流经固体催化剂填料区4-2进行反应，反应物通过从一级到四级固定床的催化反应，已全部完成酯化反应，最后生成的乙酸酯通过四级固定床出口处的淬灭换热器9处理后进入下一个工段，闪蒸区4-1通过除沫器7进行过滤的气体通过管道连通到冷却器冷凝后变为不凝气体和醋酸溶液，通过气液分离器将不凝气体和醋酸溶液分离，不凝气体经过真空泵后进行去尾气处理，去除异味排出，剩下的醋酸溶液经过转料泵进行冷凝去精馏处理。
18.本实用新型通过设置多个相互串联的固定床，固定床内设有闪蒸区和催化剂填料区，将一定分量的反应物依次通过多级固定床进行酯化反应，通过闪蒸和气液分离罐降低反应物中的杂质，固定床中的催化剂能够加快酯化反应，同时这样的多级结构设置可以提高酯化反应的生产效率，处理装置对生成物进行处理，结构简单，易操作，节能环保。
19.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。


技术特征：
1.一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，包括进料装置、反应装置和处理装置，各装置间通过管道相互串联，进料装置包括进料泵(2)和混合器(3)，进料泵(2)通过管道连接混合器(3)，混合器(3)通过管道连接固定床(4)，反应装置包括至少一个固定床(4)，固定床(4)由上至下依次包括闪蒸区(4-1)和固体催化剂填料区(4-2)，闪蒸区(4-1)顶部通过管道连通真空泵(8)，固定床(4)下部设有输出管道；混合器和固定床(4)之间的管道上设有预热器(6)和温度变送器(13)。2.根据权利要求1所述的一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，所述反应装置包括至少2个固定床(4)，前侧固定床(4)下部和后侧固定床(4)上部入口之间的管道上设有转料泵(5)。3.根据权利要求1所述的一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，所述进料装置的管道上设有自缓冲罐(1)和流量变送器(12)。4.根据权利要求1所述的一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，所述闪蒸区(4-1)顶部设有除沫器(7)。5.根据权利要求1所述的一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，所述固体催化剂填料区(4-2)的催化剂为分子筛。6.根据权利要求1所述的一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，所述处理装置包括淬灭换热器(9)、冷却器(10)和气液分离罐(11)，最后一级固定床(4)入口通过管道连接气液分离罐(11)，管道上安装冷却器(10)，淬灭换热器(9)设在最后一级固定床(4)的下出口管道上。7.根据权利要求1所述的一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，所述固定床(4)顶部与压力变送器(14)连通。8.根据权利要求1所述的一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，其特征在于，所述混合器(3)为微通道混合器或静态混合器。

技术总结
本实用新型公开了一种固体催化多级闪蒸连续酯化反应装置，包括进料装置、反应装置和处理装置，各装置间通过管道相互串联，进料装置包括进料泵和混合器，进料泵通过管道连接混合器，混合器通过管道连接固定床，反应装置包括至少一个固定床，固定床由上至下依次包括闪蒸区和固体催化剂填料区，闪蒸区顶部通过管道连通真空泵，固定床下部设有输出管道，混合器和固定床之间的管道上设有预热器和温度变送器，本实用新型通过设置多级相互串联的固定床，固定床内设有闪蒸区和催化剂填料区，将一定分量的反应物依次通过多级固定床进行闪蒸并加快酯化反应，降低反应物中杂质，提高酯化反应的生产效率，同时处理装置对生成物进行处理，结构简单，易操作。易操作。易操作。


技术研发人员：陈旭东 杜大鹏 刘福阳 庞红宇
受保护的技术使用者：大连微凯化学有限公司
技术研发日：2022.02.15
技术公布日：2022/7/8