本发明专利技术公开了一种负载连续催化柱，所述的负载连续催化柱包括柱体、气液分布器、负载催化剂分布器，可根据具体反应更换催化剂、控制催化剂填充量，使用方便、灵活；其中物料和负载催化剂分布均匀，可有效防止局部热点，传质效率高。本发明专利技术还公开了一种多通量负载催化连续反应设备，包括负载连续催化柱、自动进料系统，负载连续催化柱与自动进料系统连接，所述的多通量负载催化连续反应设备持液量少，设备占地面积小，安全性高，操作简单，其中负载连续催化柱数量和连接方式可根据实际情况调节，方便灵活，可用于同时高效率筛选多种负载催化剂、连续反应条件的优化和连续工艺的放大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及连续催化反应
，具体涉及一种多通量负载催化连续反应设备。
技术介绍
在制药、化工生产领域，催化剂是化学反应中常用的物质，连续催化是一种在原有机合成反应原理的基础上，使用新型催化剂和新型反应装置于反应中，保证催化剂高效性和稳定性的同时，提高催化剂的使用次数，提高反应的转化率和产率，实现化学反应的可连续性操作。专利CN202089764U公开了一种便携式乙醇自热制氢反应器，反应器采用筒式结构，包括反应筒体、入口管、出口管、两对内、对外法兰盖、分布器、石英支撑管、石英保温管及负载催化剂的陶瓷泡沫层。其中，筒体内径88mm，高度120mm；负载催化剂的陶瓷泡沫层是采用一种ZrO2陶瓷泡沫负载的贵金属Ir/La2O3催化剂，制成直径80mm，高度30mm的圆柱形置于反应筒体内，其底部由石英支撑管固定；分布器可为半球体或圆锥体，半球体的球面或圆锥顶部正对入口管。所述反应器结构紧凑，原料利用率高，具有优良的移动性能。柯中炉等以强碱阴离子交换树脂为催化剂，将其装填在固定床反应器中，所述的固定床反应器设置有夹套，可通热水，固定床反应器内出料口端填充脱脂棉，催化菜子油与甲醇酯交换反应合成脂肪酸甲酯，具有催化剂可重复利用、连续化生产等特点(柯中炉，奚立民，杨伟群，等.基于强碱阴离子交换树脂固定床催化制备生物柴油.中国粮油学报，2011，26(5)：71～75)。上述专利和文献均不能保证催化剂在反应器内均匀分布，且其中的催化剂种类固定，更换不便，影响了所述的固定床反应器的反应收率和使用灵活度，且其用于催化剂种类、反应条件筛选时，效率较低。
技术实现思路
本专利技术为克服现有技术的不足，提供一种可用于连续反应体系的负载连续催化柱，包括：柱体、气液分布器、负载催化剂分布器；柱体为空心圆柱，两端封闭并分别开设入口管和出口管；在柱体内部，从入口管到出口管的方向，依次装有气液分布器、负载催化剂分布器；气液分布器的作用是使通过上述催化柱的气体和/或液体物料均匀分布，避免出现沟流壁流现象，负载催化剂分布器用于装载和均匀分布负载催化剂，提高催化剂利用率，防止局部热点。优选的，所述的负载催化剂分布器包括两个以上负载催化剂分布板和固定连接机构，所述的分布板用于装载负载催化剂，为圆形，直径小于柱体内径，且分布板上分布孔或网格，分布板的层数可根据所需负责催化剂的量进行增减，开孔率根据负载催化剂粒度进行调整，保证负载催化剂不掉落、不随物料流出且物料进出压降在0.5MPa内；所述的固定连接机构用于连接多个分布板并固定其相对位置，如连接两层分布板的柱状、片状、网状机构，连接位置可为每层分布板的边缘、内部任意位置，优选为每层分布板的中心；在所述的催化柱中，所述的分布板与柱体直径方向垂直并沿直径方向层状分布；根据不同的反应和负载催化剂可制作相应的分布器用于催化柱中。优选的，所述负载催化剂分布器中分布板的层数为5-20；更优选为10-15；优选的，所述的分布器中每两层分布板的间距为1-5cm，且可调节；优选的，所述的分布板直径与柱体内径相差0.5-2mm，更优选为1mm；优选的，所述的分布板的开孔率为18-200目；更优选为50-150目；优选的，所述的分布板上的孔或网格分布均匀；所述的入口管和出口管的直径均小于柱体直径；优选的，所述的入口管设在催化柱底部，出口管设在催化柱顶部；优选的，所述的柱体、分布板的材质独立地选自：金属、合金、塑料，进一步优选自：不锈钢、哈氏合金和聚四氟乙烯；更优选自：不锈钢、聚四氟乙烯；优选的，所述柱体的外径为2～200mm，更优选为3～100mm，进一步优选为20～80mm，最优选为40～60mm；优选的，所述柱体的长度为50～200mm；优选为60～150mm，进一步优选为100～120mm；优选的，所述的柱体内壁粗糙度Ra≤1.6μm，进一步优选为Ra≤1.0μm，最优选为Ra≤0.8μm，使通过上述催化柱的物料尽量减少或避免出现挂壁现象；优选的，所述的催化柱设有夹套，夹套内通入冷/热媒，夹套底部设有冷/热媒入口，顶部设有冷/热媒出口，根据实际反应需要控制夹套内冷/热媒的温度和流量保证催化柱内的温度；所述的冷/热媒为传递热量的媒介物质，优选液体，如水、盐水等，也可为气体，如蒸汽，根据实际情况调节媒介物质的温度达到保持催化柱内设定温度的效果；优选的，所述的柱体的封闭可采用法兰结构；优选的，所述的柱体内部出口管端还设有气液分布器，保证柱体内的气体和/或液体物料均匀通过；优选的，上述催化柱还包括温度、压力、流量监测装置，进一步优选的，可根据柱体的长度设置一个或在柱体不同位置设置两个以上温度、压力、流量监测装置，便于分别实时精准监测柱体内物料体系的温度、压力、流量；优选的，所述的催化柱可处理温度范围为-60～300℃，压力范围为0～5.0MPa，物料流量为0～200mL/min；所述的负载催化剂由催化剂负载于载体上构成，所述催化剂可通过沉积沉淀法、溶胶凝胶法或灼烧干燥法负载于载体上，所述的催化剂包括但不限于酸碱催化剂、金属催化剂，所述的载体可采用天然矿物类载体(如硅藻土、高岭土、膨润土等)、吸附剂类载体(如活性炭、硅胶、多孔分子筛等)、玻璃类载体(如玻璃纤维网、空心玻璃微球等)、陶瓷类载体(如多孔陶瓷微球等)、有机类载体(如聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯、聚丙烯、ABS等)等；适用于负载催化剂的催化剂、载体及其组合均可用于上述催化柱，本专利技术对此不做限定。本专利技术还提供一种多通量负载催化连续反应设备，包括上述负载连续催化柱、自动进料系统；负载连续催化柱与自动进料系统连接，物料经自动进料系统进入负载连续催化柱进行连续反应，催化柱的数量为≥1的整数；优选的，所述的自动进料系统包括计重装置、进料泵、单片机，单片机分别与计重装置和进料泵连接控制，反应物料放置在计重装置上，开通进料泵后实现进料，通过采集计重装置数据、单片机进行计算后控制进料泵流量，实现物料的精确稳定进料；优选的，所述的反应设备中负载连续催化柱的数量为1～10，进一步优选为4～8，更优选为6；本领域技术人员也可根据实际情况对反应设备中的负载连续催化柱的数量进行调整；优选的，当所述的反应设备中负载连续催化柱数量＞1时，可采用多级串联，以满足分段温度、分段负载催化或不同停留时间处理的需求；也可采用多级并联，以满足大处理量和不同反应体系同时进行的需求；所述的多级串联是指上一级负载连续催化柱的出口管与下一级的负载连续催化柱的入口管连接，反应物料经上一级负载连续催化柱进入下一级负载连续催化柱；所述的多级并联是指两个以上负载连续催化柱的入口管分别与自动进料系统连接，反应物料进料后分别进入并联的各级负载连续催化柱；优选的，所述的负载连续催化柱可通过多通阀与自动进料系统连接；优选的，所述的进料泵为为柱塞泵；优选的，物料的进料流量为0～200mL/min，进料精度≤0.1mL，进料精度进一步优选为0.01mL；优选的，所述的反应设备中还包括温度、压力监测装置、设备支架，用于监测反应体系中的温度、压力及支撑和固定反应设备；优选的，所述的反应设备还包括流量监控保护装置，当反应体系流量误差超出设定值后，所述流量监控保护装置实现停止进料，并报警提示；优选的，所述的反应设备还包本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种负载连续催化柱，包括：柱体、气液分布器、负载催化剂分布器；柱体为空心圆柱，两端封闭并分别开设入口管和出口管；在柱体内部，从入口管到出口管的方向，依次装有气液分布器、负载催化剂分布器。
【技术特征摘要】
1.一种负载连续催化柱，包括：柱体、气液分布器、负载催化剂分布器；柱体为空心圆柱，两端封闭并分别开设入口管和出口管；在柱体内部，从入口管到出口管的方向，依次装有气液分布器、负载催化剂分布器。2.如权利要求1所述的负载连续催化柱，其特征在于，所述的负载催化剂分布器包括两个以上负载催化剂分布板和固定连接机构，所述的分布板为圆形，直径小于柱体内径，且分布板上分布有孔或网格；在所述的催化柱中，所述的分布板与柱体直径方向垂直并沿直径方向层状分布。3.如权利要求2所述的负载连续催化柱，其特征在于，所述负载催化剂分布器中分布板的层数为5-20；和/或，所述的分布器中每两层分布板的间距为1-5cm；和/或，所述的分布板直径与柱体内径相差0.5-2mm；和/或，所述的分布板的开孔率为18-200目。4.如权利要求2所述的负载连续催化柱，其特征在于，所述的柱体、分布板的材质独立地选自：金属、合金、塑料；和/或，所述柱体...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，詹姆斯·盖吉，卢江平，李九远，丰惜春，陈富荣，郑淞元，
申请(专利权)人：凯莱英医药集团天津股份有限公司，凯莱英生命科学技术天津有限公司，天津凯莱英制药有限公司，凯莱英医药化学阜新技术有限公司，吉林凯莱英医药化学有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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