一种连续反应精馏装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种连续反应精馏装置及其工作方法，用以解决现有的新型高能液体燃料生产纯度不高且无法进行大规模工业生产的技术问题。本发明专利技术生产过程为原料混合、反应和分离的连续生产过程；原料通过原料泵进入第一反应釜进行脱水反应，反应一定时间后静置分层，静置分层后水相进入废水罐内，有机相进入第二反应釜，加入催化剂进行环化反应，再进入第三反应釜进行脱氮反应，反应完毕后进行减压蒸馏；减压蒸馏结束后，打开清洗水阀清洗第三反应釜，经釜底放料阀放出；蒸馏产液进入精馏塔进行精馏分离，经过气相色谱检测证明得到纯度高于99%的新型高能液体燃料，有效提升产品的质量，且整个装置操作简单，自动化程度高，适用于大规模工业生产。大规模工业生产。大规模工业生产。

【技术实现步骤摘要】
一种连续反应精馏装置及其工作方法


[0001]本专利技术涉及化工工艺的
，尤其涉及一种连续反应精馏装置及其工作方法。

技术介绍

[0002]高能液体燃料广泛应用于航空、航天发动机，相比固体燃料具有更高的比冲、能量密度以及提供更高的运载能力。随着科学技术的日新月异，新型高性能航天发动机的发展对高能燃料的比冲和能量密度提出了更高的要求。
[0003]目前常用的液体燃料主要有航天煤油(如美国JP
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10、俄罗斯T
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10等)和肼类化合物(包括肼、偏二甲肼等)，与液氧或硝基类化合物组合，作为导弹、航天发动机的推进剂。然而，航天煤油的推进能力难以满足日益增长的航空航天运载需求。而偏二甲肼等肼类燃料都具有毒性，且比冲值不高。通过化学手段设计、合成全新的物质能显著提高燃料的能量密度、比冲等性能，更有望应用于新一代更高性能航空发动机中。
[0004]然而，新型高能燃料的分子结构通常较为复杂（如高密度烃），合成工艺较为繁琐，难以提纯和工业大规模生产。

技术实现思路

[0005]针对现有的新型高能液体燃料生产纯度不高且无法进行大规模工业生产的技术问题，本专利技术提出一种连续反应精馏装置及其工作方法，首先通过连续反应的方式进行粗产品的生产，每个反应过程中得到的产品均可进行单独获取，有效控制反应的方向，其次通过循环减压精馏的方式对粗产品进行精馏，提升粗产品精馏后得到的产品的质量，且整个装置操作简单，自动化程度高，适用于大规模工业生产。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种连续反应精馏装置，包括第一反应组件，第一反应组件的输入端与加料组件相连通，第一反应组件的输出端与第二反应组件相连通，第二反应组件的输入端与第一催化剂加料组件相连通，第二反应组件的输出端与第三反应组件相连通，第三反应组件的输入端与第二催化剂加料组件相连通，第三反应组件的输出端与粗产品获取组件相连通，粗产品获取组件的输出端与精馏组件相连通，精馏组件的输出端与产品存储组件相连通。
[0007]进一步的，第一反应组件包括第一反应釜，第一反应釜的输入端与加料组件相连通，第一反应釜的输出端通过阀门分别与废水罐、第一产液罐和第一进料泵相连通，第一进料泵与第二反应组件相连通。
[0008]进一步的，第二反应组件包括第二反应釜，第二反应釜的输入端分别与第一催化剂加料组件和第一反应组件的第一进料泵相连通，第二反应釜的输出端通过阀门和第二产液罐与第二进料泵相连通，第二进料泵与第三反应组件相连通。
[0009]进一步的，第三反应组件包括第三反应釜，第三反应釜的输入端分别与第二催化剂加料组件和第二反应组件的第二进料泵相连通，第三反应釜的输出端通过粗产品获取组
件与精馏组件相连通。
[0010]进一步的，粗产品获取组件包括蒸馏冷凝器，蒸馏冷凝器的输入端与第三反应组件的第三反应釜的输出端相连通，蒸馏冷凝器的输出端通过阀门分别与前馏分罐和粗产品罐相连通，前馏分罐与第一缓冲罐相连通，粗产品罐通过精馏进料泵与精馏组件相连通。
[0011]进一步的，精馏组件包括精馏塔，精馏塔的输入端通过精馏预热器与粗产品获取组件的精馏进料泵相连通，精馏塔的上输出端通过阀门和循环冷凝组件与产品存储组件相连通，精馏塔的下输出端通过阀门与循环再沸组件相连通。
[0012]进一步的，循环冷凝组件包括塔顶冷凝器，塔顶冷凝器通过回流分配器、阀门、回流泵和精馏塔循环连通；产品存储组件包括产品罐，产品罐通过阀门分别与回流分配器和回流泵相连通，回流分配器通过阀门与第二缓冲罐相连通。
[0013]进一步的，循环再沸组件包括釜底再沸器，釜底再沸器通过阀门与精馏塔循环连通，釜底再沸器通过阀门与釜底罐相连通，釜底罐通过阀门与第二缓冲罐相连通。
[0014]进一步的，加料组件包括第一原料罐和第二原料罐，第一原料罐通过阀门和第一原料泵与第一反应组件的第一反应釜相连通，第二原料罐通过阀门和第二原料泵与第一反应组件的第一反应釜相连通。
[0015]连续反应精馏装置的工作方法，包括以下步骤：S1、打开第一原料罐和第二原料罐的阀门，同时开启第一原料泵和第二原料泵，第一原料罐和第二原料罐内的原料进入第一反应釜；S2、第一反应釜内的原料发生脱水反应，静置分层，开启第一反应釜输出端的阀门和废水罐的阀门，静置分层后的水相进入废水罐，同时开启第一进料泵，静置分层后的有机相经第一进料泵进入第二反应釜内；S3、第一催化剂加料组件向第二反应釜中加入催化剂，第二反应釜内的有机相在催化剂的作用下发生环化反应，开启第二反应釜的输出端的阀门，反应产物经阀门进入第二产液罐内并经第二进料泵输入至第三反应釜；S4、第二催化剂加料组件向第三反应釜内加入催化剂，第三反应釜内的反应产物在催化剂的作用下进行脱氮反应，得到的产物进入蒸馏冷凝器进行减压蒸馏；S5、蒸馏冷凝器内蒸馏冷凝后的产物中的水相经阀门进入前馏分罐，蒸馏冷凝后的产物中的有机相经阀门、粗产品罐和精馏进料泵进入精馏余热器内；S6、精馏余热器内预热后的产物进入精馏塔内减压精馏，精馏后的产物经阀门和塔顶冷凝器进入产品罐内。
[0016]本专利技术的有益效果：本专利技术生产过程分为原料混合、反应、分离三个过程，生产过程为连续生产过程；原料通过原料泵进入第一反应釜进行脱水反应，反应一定时间后静置分层，静置分层后水相进入废水罐内，有机相进入第二反应釜，加入催化剂进行环化反应，再进入第三反应釜进行脱氮反应，反应完毕后进行减压蒸馏；减压蒸馏结束后，打开清洗水阀清洗第三反应釜，经釜底放料阀放出；蒸馏产液进入精馏塔进行精馏分离，经过气相色谱检测证明得到纯度高于99%的高能液体燃料，有效提升产品的质量，且整个装置操作简单，自动化程度高，适用于大规模工业生产。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术的气相色谱检测数据图。
[0020]图中，1
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第一反应釜，101
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废水罐，102
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第一产液罐，103
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第一进料泵，2
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第二反应釜，201
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第二产液罐，202
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第二进料泵，3
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第三反应釜，4
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蒸馏冷凝器，401
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前馏分罐，402
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粗产品罐，403
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第一缓冲罐，404
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精馏进料泵，5
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精馏塔，501
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精馏预热器，502
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塔顶冷凝器，503
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回流分配器，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续反应精馏装置，其特征在于，包括第一反应组件，所述第一反应组件的输入端与加料组件相连通，第一反应组件的输出端与第二反应组件相连通，所述第二反应组件的输入端与第一催化剂加料组件相连通，第二反应组件的输出端与第三反应组件相连通，所述第三反应组件的输入端与第二催化剂加料组件相连通，第三反应组件的输出端与粗产品获取组件相连通，所述粗产品获取组件的输出端与精馏组件相连通，所述精馏组件的输出端与产品存储组件相连通。2.根据权利要求1所述的连续反应精馏装置，其特征在于，所述第一反应组件包括第一反应釜（1），所述第一反应釜（1）的输入端与加料组件相连通，第一反应釜（1）的输出端通过阀门分别与废水罐（101）、第一产液罐（102）和第一进料泵（103）相连通，所述第一进料泵（103）与第二反应组件相连通。3.根据权利要求1或2所述的连续反应精馏装置，其特征在于，所述第二反应组件包括第二反应釜（2），所述第二反应釜（2）的输入端分别与第一催化剂加料组件和第一反应组件的第一进料泵（103）相连通，第二反应釜（2）的输出端通过阀门和第二产液罐（201）与第二进料泵（202）相连通，所述第二进料泵（202）与第三反应组件相连通。4.根据权利要求3所述的连续反应精馏装置，其特征在于，所述第三反应组件包括第三反应釜（3），所述第三反应釜（3）的输入端分别与第二催化剂加料组件和第二反应组件的第二进料泵（202）相连通，第三反应釜（3）的输出端通过粗产品获取组件与精馏组件相连通。5.根据权利要求1或2或4所述的连续反应精馏装置，其特征在于，所述粗产品获取组件包括蒸馏冷凝器（4），所述蒸馏冷凝器（4）的输入端与第三反应组件的第三反应釜的输出端相连通，蒸馏冷凝器（4）的输出端通过阀门分别与前馏分罐（401）和粗产品罐（402）相连通，所述前馏分罐（401）与第一缓冲罐（403）相连通，所述粗产品罐（402）通过精馏进料泵（404）与精馏组件相连通。6.根据权利要求5所述的连续反应精馏装置，其特征在于，所述精馏组件包括精馏塔（5），所述精馏塔（5）的输入端通过精馏预热器（501）与粗产品获取组件的精馏进料泵（404）相连通，精馏塔（5）的上输出端通过阀门和循环冷凝组件与产品存储组件相连通，精馏塔（5）的下输出端通过阀门与循环再沸组件相连通。7.根据权利要求6所述的连续反应精馏装置，其特征在于，所述循环冷凝组件包括塔顶冷凝器（502），所述塔顶冷凝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张延强，刘龙，姚远，贾永高，李辉，常立玉，李祥，
申请(专利权)人：郑州中科新兴产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：