一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器制造技术

技术编号:36974033 阅读:25 留言:0更新日期:2023-03-22 19:39
本实用新型专利技术公开一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器,涉及化工领域,以解决多相催化合成三聚甲醛时浓甲醛水溶液易在反应器中聚合的问题。该多孔催化剂胶囊包括:多孔耐温壳体以及位于多孔耐温壳体的内部空间中的固体催化剂,固体催化剂的粒径大于多孔耐温壳体的孔径,多孔催化剂胶囊的体积为固体催化剂含有的单个催化剂颗粒体积的20倍~1000倍。该三聚甲醛反应器应用了该多孔催化剂胶囊。本实用新型专利技术提供的多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器用于使用甲醛水溶液合成三聚甲醛时,增加了浓甲醛在反应器中的流动性,降低了浓甲醛水溶液合成三聚甲醛的反应压降,减少副产物的生成,同时提高三聚甲醛的产率和合成过程的连续性。时提高三聚甲醛的产率和合成过程的连续性。时提高三聚甲醛的产率和合成过程的连续性。

【技术实现步骤摘要】
一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器


[0001]本技术涉及化工领域,尤其涉及一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器。

技术介绍

[0002]聚甲醛又名缩醛树脂、聚氧亚甲基,是一种综合性能优良的热塑性工程塑料,为五大工程塑料之一,而三聚甲醛是生产聚甲醛的关键单体。
[0003]目前,三聚甲醛合成采用硫酸为催化剂,采用锆材避免硫酸的腐蚀,反应器投资高,同时硫酸也带来了高污染。浓甲醛合成三聚甲醛体系是非理想、多变、多副产物的复杂体系,因此需要通过催化剂和反应器的设计实现高效催化合成。
[0004]采用固体酸催化剂(分子筛、树脂等)法制备三聚甲醛,其制备方法绿色环保,反应副产物少,原料消耗低,因此,固体酸催化剂法合成三聚甲醛成为最为经济、最有工业化发展前景的方法。但是,由于浓甲醛溶液合成三聚甲醛是快速可逆反应,反应平衡常数小,甲醛转化率低,反应液中仅能得到平衡组成为3%左右的三聚甲醛。三聚甲醛合成过程中的浓甲醛易在反应器中聚合,导致反应器压降快速增加,影响合成的连续性。因此,需要开发一种采用固体催化剂,且能提高三聚甲醛产率的合成三聚甲醛的反应器。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器,可以实现利用甲醛水溶液合成三聚甲醛时,提高三聚甲醛产率,减少副产物生成、增加合成的连续性。
[0006]为了实现上述目的,第一方面,本技术提供一种多孔催化剂胶囊,包括:多孔耐温壳体以及位于所述多孔耐温壳体的内部空间中的固体催化剂,所述固体催化剂的粒径大于所述多孔耐温壳体的孔径,所述多孔催化剂胶囊的体积为所述固体催化剂含有的单个催化剂颗粒体积的20倍~1000倍。
[0007]与现有技术相比,本技术提供的多孔催化剂胶囊包括多孔耐温壳体,由于多孔耐温壳体的内部空间中填充有固体催化剂且固体催化剂的粒径大于多孔耐温壳体的孔径,因此,固体催化剂可以稳定的填充在多孔耐温壳体内,不容易从多孔耐温壳体含有的孔内泄露出来。同时,当固体催化剂位于多孔耐温壳体内时,由于多孔催化剂胶囊的体积为固体催化剂含有的单个催化剂颗粒体积的20倍~1000倍。此时,可以避免由于固体催化剂含有的单个催化剂颗粒小造成的反应器阻力大的问题,从而使得在使用甲醛水溶液合成三聚甲醛时,可以减少甲醛水溶液与固体催化剂的接触时间,使得甲醛水溶液在固体催化剂上附着和停留的时间大大减少,进而减少了副反应的发生。因此,本技术实施例的多孔催化剂胶囊避免了大量高浓度的甲醛长时间在固体催化剂上附着和停留,从而减缓了甲醛自聚形成多聚甲醛的速度,减少了浓甲醛聚合的可能,降低了浓甲醛水溶液合成三聚甲醛的反应压降,提高了三聚甲醛的产率。
[0008]由上可见,本技术实施例的多孔催化剂胶囊,在利用甲醛水溶液合成三聚甲醛时,能减少合成过程中副产物的产生,提高三聚甲醛的产率,增加合成的连续性。
[0009]第二方面,本技术还提供一种三聚甲醛反应器,包括:精馏装置、反应器和装填在所述反应器内的多孔催化剂胶囊,所述反应器的出料口与所述精馏装置的第二进料口连通,所述精馏装置的塔釜出口与所述反应器的入口连通,所述多孔催化剂胶囊为第一方面提供的多孔催化剂胶囊,所述固体催化剂为固体酸颗粒催化剂。
[0010]与现有技术相比,本技术提供的三聚甲醛反应器的有益效果与第一方面多孔催化剂胶囊的有益效果相同,此处不做赘述。
附图说明
[0011]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解,构成本技术的一部分,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
[0012]图1示出了本实施例中提供的多孔催化剂胶囊的结构示意图;
[0013]图2示出了本实施例中提供的三聚甲醛反应器的工艺流程图。
[0014]附图标记:
[0015]100

精馏装置;200

反应器;300

多孔催化剂胶囊;301

多孔耐温壳体;302

孔;400

循环泵;a

甲醛溶液进料管;b

三聚甲醛混合物排出管;c

再生清洗液进液管;d

再生清洗液排放管;e

第一进料口;f

第二进料口。
具体实施方式
[0016]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
[0017]需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0018]此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
[0019]在本技术的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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技术和简化描述,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技术的限制。
[0020]在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0021]目前,常采用固体酸催化剂(分子筛、树脂等)法制备三聚甲醛,其制备方法绿色环保,反应副产物少,原料消耗低,然而,由于甲醛合成三聚甲醛反应的反应速率快,平衡转化率低,有大量的高浓度甲醛在反应器中存在,容易自聚形成多聚甲醛,附着在催化剂表面导致失活,或者堵塞反应器。同时,合成反应体现有多个复杂的副反应发生,而现有反应器中的固体酸催化剂颗粒小,导致反应器压降大,浓甲醛在反应器中停留时间长,流动状态不佳,增加了副反应发生的可能。
[0022]针对上述问题,本技术提供一种可原位再生的三聚甲醛连续合成反应器,当催化剂失活后,通过切换再生后反应器,可保证合成的连续性,同时失活催化剂反应器可原位再生,再生后可继续进行循环使用。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔催化剂胶囊,其特征在于,包括:多孔耐温壳体以及位于所述多孔耐温壳体的内部空间中的固体催化剂,所述固体催化剂的粒径大于所述多孔耐温壳体的孔径,所述多孔催化剂胶囊的体积为所述固体催化剂含有的单个催化剂颗粒体积的20倍~1000倍。2.根据权利要求1所述的多孔催化剂胶囊,其特征在于,所述多孔耐温壳体的孔径小于所述固体催化剂的孔径的80%。3.根据权利要求1所述的多孔催化剂胶囊,其特征在于,所述多孔耐温壳体的流通面积大于所述多孔耐温壳体的表面积的50%。4.根据权利要求1所述的多孔催化剂胶囊,其特征在于,所述多孔催化剂胶囊的形状为圆柱形、球形和橄榄球型中的至少一种。5.一种三聚甲醛反应器,其特征在于,包括:精馏装置、反应器和装填在所述反应器内的多孔催化剂胶囊,所述反应器的出料口与所述精馏装置的第二进料口连通,所述精馏装...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓聪迩雷蔚鑫张斌斌雷骞陈洪林
申请(专利权)人:成都中科凯特科技有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1