一种1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜制造技术

一种1,4‑丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜，在反应釜内侧连续均匀安装催化剂安放槽，槽的表面加工有孔道，在反应釜的催化剂安放槽外侧设置有催化剂加料口和催化剂卸料口；搅拌器轴固定在反应釜上盖，搅拌叶片与搅拌器轴连接固定为一体；反应釜上盖上设置有物料进口和物料出口；反应釜底部设置有换热盘管，并设有反应物料卸料口。该反应釜在实际应用中，阳离子交换树脂催化剂在安放槽内的装填量为安放槽体积的2/5~4/5。本实用新型专利技术避免了反应釜中的搅拌叶片与树脂催化剂的直接接触，排除了叶片“切割”导致的树脂催化剂的破碎，可有效提升树脂催化剂的使用寿命；而且，催化剂在体系中的分散性好，提高了其催化效率。

【技术实现步骤摘要】
一种1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜
本技术属于煤化工下游精细化工领域，具体涉及一种固体催化剂催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜。
技术介绍
四氢呋喃（简称THF）是1,4-丁二醇最大的衍生物，在常温常压下是无色、透明、易挥发、有刺激性气味的液体，是一种优良的有机溶剂和精细化工中间体，其最主要的用途是生产聚四氢呋喃。1,4-丁二醇脱水是最直接也是最重要的四氢呋喃生产方法。其基本原理是1,4-丁二醇在酸性催化剂存在下脱水生成四氢呋喃，常用的催化剂包括硫酸、磷酸等无机酸，还有其他如杂多酸、氧化铝，ZSM-5分子筛，离子交换树脂等。工业上生产四氢呋喃大多数采用硫酸和离子交换树脂做催化剂。1,4-丁二醇脱水环化制备四氢呋喃工艺，主要包括ZSM-5分子筛、Y或β分子筛、负载型硅钨酸、磷酸铁等，但是这些催化方法分别存在处理能力低、催化剂制备复杂、价格昂贵等问题。俄罗斯专利SU1158562公开了一种以γ-Al2O3为催化剂制备四氢呋喃的工艺，在反应温度为320℃的条件下，1,4-丁二醇的转化率达到97%以上，四氢呋喃的选择性达到93%以上。俄罗斯专利SU1294805公开了一种以硅胶为催化剂的方法，在420℃条件下，1,4-丁二醇可完全转化，四氢呋喃的选择性达到99.2%。虽然上述催化剂价格便宜，但是反应温度高，催化剂的寿命和反应的选择性难以保障。中国专利CN101298444A公开了一种采用强酸性离子交换树脂催化1,4-丁二醇脱水环化制备四氢呋喃的方法，反应温度和压力均较低，且处理能力强。然而，在常规的釜式反应器中，树脂催化剂与搅拌叶片直接接触，树脂颗粒容易破碎，严重影响了其使用寿命；另外，树脂催化剂在釜式反应器中的分散性较差，难以充分发挥其酸性催化的优势。
技术实现思路
本技术的目的是针对1,4-丁二醇脱水环化制备四氢呋喃，在常规的釜式反应器中，树脂催化剂与搅拌叶片直接接触，树脂颗粒容易破碎，严重影响了其使用寿命存在的问题，提供一种1,4-丁二醇脱水环化制备四氢呋喃的反应釜，以充分发挥固体酸催化的优势。本技术的技术方案为：一种1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜，在反应釜内侧连续均匀安装催化剂安放槽，槽的表面加工有孔道，在反应釜的催化剂安放槽外侧设置有催化剂加料口和催化剂卸料口；搅拌器轴固定在反应釜上盖，搅拌叶片与搅拌器轴连接固定为一体；反应釜上盖上设置有物料进口和物料出口；反应釜底部设置有换热盘管，并设有反应物料卸料口。反应釜应用于1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃时，在催化剂安放槽内填装阳离子交换树脂催化剂，1,4-丁二醇通过槽表面的孔道或狭缝实现与催化剂的充分接触和反应。上述技术方案中，所述的催化剂安放槽形状为长方体、正方体、半椭球体或半球体；上述技术方案中，催化剂安放槽在反应釜的垂直方向上为1个或多个；在多个情况下，每个催化剂安放槽沿反应釜轴向距离为30~60cm，沿反应釜径向距离为5~20cm，沿反应釜圆周的距离为10~40cm。上述设置可以保证反应过程中树脂催化剂的高分散性。上述技术方案中，催化剂安放槽的表面加工有孔道，所述的孔道形状为圆形、矩形、菱形、三角形，两个孔道边界的距离为0.2~5mm。距离大会影响反应液的进入，距离小易影响安放槽的强度。本技术的显著效果是：利用本技术的技术方案进行阳离子交换树脂催化1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应，避免了反应釜中的搅拌叶片与树脂催化剂的直接接触，排除了叶片“切割”导致的树脂催化剂的破碎，可有效提升树脂催化剂的使用寿命；而且，树脂催化剂安置于每个安放槽中，每个安放槽相当于一个小的催化反应器，催化剂在体系中的分散性好，提高了其催化效率。附图说明图1是本技术反应釜的整体结构示意图。图2是本技术图1的横截面剖视图。图中：1-催化剂安放槽，2-搅拌叶片，3-换热盘管，4-搅拌器轴，5-催化剂加料口，6-催化剂卸料口，7-反应物料卸料口，8-物料进口，9-物料出口。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术的具体实施方式。如图1和图2所示，一种1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜，在反应釜壳体内侧安装有催化剂安放槽1；槽的表面加工有孔道或狭缝；在反应釜的催化剂安放槽外侧设置有的催化剂加料口5和催化剂卸料口6；搅拌器轴4固定在反应釜上盖，搅拌叶片2与搅拌器轴4连接固定为一体；反应釜上盖上设置有物料进口8和物料出口9；反应釜底部设置有换热盘管3，并设有反应物料卸料口7。在上述技术方案中，催化剂安放槽1的形状为长方体、正方体、半椭球体或半球体。上述技术方案中，根据反应釜的具体尺寸，催化剂安放槽1在反应釜的垂直方向上为1个或多个；在多个情况下，每个催化剂安放槽沿反应釜轴向距离为30~60cm，沿反应釜径向距离为5~20cm，沿反应釜圆周的距离为10~40cm。在上述技术方案中，催化剂安放槽1的表面加工有孔道，孔道形状为圆形、矩形、菱形、三角形，两个孔道边界的距离为0.2~5mm。反应釜应用于1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃时，在催化剂安放槽内填装阳离子交换树脂催化剂，1,4-丁二醇通过槽表面的孔道或狭缝实现与催化剂的充分接触和反应。本技术在实际应用中，阳离子交换树脂催化剂安放在催化剂安放槽1内的装填量为安放槽体积的2/5~4/5。以上对本技术做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本技术的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜，其特征在于，在反应釜内侧连续均匀安装催化剂安放槽，槽的表面加工有孔道，在反应釜的催化剂安放槽外侧设置有催化剂加料口和催化剂卸料口；搅拌器轴固定在反应釜上盖，搅拌叶片与搅拌器轴连接固定为一体；反应釜上盖上设置有物料进口和物料出口；反应釜底部设置有换热盘管，并设有反应物料卸料口。/n

【技术特征摘要】
1.一种1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜，其特征在于，在反应釜内侧连续均匀安装催化剂安放槽，槽的表面加工有孔道，在反应釜的催化剂安放槽外侧设置有催化剂加料口和催化剂卸料口；搅拌器轴固定在反应釜上盖，搅拌叶片与搅拌器轴连接固定为一体；反应釜上盖上设置有物料进口和物料出口；反应釜底部设置有换热盘管，并设有反应物料卸料口。


2.根据权利要求1所述的1,4-丁二醇脱水制备四氢呋喃的反应釜，其特征在于：所述的催化剂安放槽形状为长方体、正方体、半椭球体或半球体。

【专利技术属性】
技术研发人员：唐元，周代红，季彦竹，丁陶，郎永福，薛慧燕，
申请(专利权)人：中国石化长城能源化工宁夏有限公司，
类型：新型
国别省市：宁夏;64