本實(shí)用新型涉及一種化工生產(chǎn)的酯化反應(yīng)用固定床連續(xù)酯化反應(yīng)器，特別是涉及一種汽提法連續(xù)酯化反應(yīng)器。

背景技術(shù)：

酯化反應(yīng)是化工生產(chǎn)中最常用的反應(yīng)之一。通常由酸或者酸酐與醇在酸性催化劑作用下生成相應(yīng)的酯。所用的傳統(tǒng)催化劑為液體無(wú)機(jī)酸類化合物，如硫酸、鹽酸、磷酸等。當(dāng)使用此類催化劑時(shí)，存在催化劑腐蝕設(shè)備、廢催化劑的后處理等一系列問題。為解決此問題，研究開發(fā)了固體酸類催化劑，如強(qiáng)酸性離子樹脂、固體超強(qiáng)酸、分子篩、雜多酸等。將催化劑固定在固定床反應(yīng)器上，讓酸和醇連續(xù)進(jìn)料，減少能源消耗，穩(wěn)定生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)能夠減少無(wú)機(jī)酸腐蝕設(shè)備及廢酸后處理等問題。

當(dāng)酸與醇為原料反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，副產(chǎn)物中含有大量的水。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系中的水分增加，導(dǎo)致反應(yīng)達(dá)到可逆的平衡。為了增加酯類化合物的產(chǎn)率，人們想到了諸多方法，比如：改變醇酸化合物的摩爾比，讓過量的組分繼續(xù)擴(kuò)大過量的份額，但是此種方法必然增大過量組分的循環(huán)，導(dǎo)致能源消耗變大。人們想到將副產(chǎn)物水移出體系中，比如用膜分離反應(yīng)器進(jìn)行邊酯化邊分離水。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多問題，本實(shí)用新型提供一種汽提法連續(xù)酯化反應(yīng)器，該反應(yīng)器使用載氣將反應(yīng)過程產(chǎn)生的水移出反應(yīng)體系，提高酯化反應(yīng)的收率。

解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種汽提法連續(xù)酯化反應(yīng)器，包括筒體、支架和加熱裝置，所述筒體固定在支架上，所述筒體側(cè)面的上部設(shè)有熱載體進(jìn)料口、高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口，筒體側(cè)面的下部設(shè)有低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口；筒體的頂部設(shè)有氣體出料口，筒體的底部設(shè)有液體出料口；筒體的另一側(cè)底部設(shè)有熱載體出口和載氣氣體進(jìn)料口；筒體的內(nèi)部由上至下依次裝有氣液分離器、液體分布器、第一組磁環(huán)、催化劑、第二組磁環(huán)和不銹鋼網(wǎng)架。

作為優(yōu)選，熱載體進(jìn)料口位于高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口的上方。

作為優(yōu)選，所述的第一組磁環(huán)、第二組磁環(huán)各自含有不同直徑的磁環(huán)。

作為優(yōu)選，所述加熱裝置設(shè)置在筒體的外側(cè)使用夾套形式通過熱載體進(jìn)行加熱或直接電加熱。

作為優(yōu)選，筒體的側(cè)面設(shè)有與催化劑相接觸的測(cè)溫口。

作為優(yōu)選，載氣氣體進(jìn)料口位于筒體底部一側(cè)。

采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)為筒體，在筒體上設(shè)置了高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口、低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口、載氣進(jìn)料口、液體出料口、氣體出料口和測(cè)溫口。筒體內(nèi)部由上至下依次為氣液分離器、液體分布器、不同直徑的磁環(huán)、固體催化劑、不同直徑的磁環(huán)和不銹鋼網(wǎng)架。固體催化劑，避免了使用液體催化劑帶來(lái)的設(shè)備腐蝕及廢酸的后處理難題。載氣將反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物水帶出反應(yīng)器，能夠使酸和醇在催化劑床層逆向流動(dòng)，提高酯化效率；同時(shí)使用載氣將產(chǎn)生的副產(chǎn)物水帶出反應(yīng)器，進(jìn)一步促進(jìn)酯化反應(yīng)的進(jìn)行得到高純度的酯。該反應(yīng)器是固定床連續(xù)酯化反應(yīng)器中引入汽提工藝用的理想裝置。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)記：氣體出料口1，熱載體入口2，高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口3、測(cè)溫口4、低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口5、支架6、液體出料口7、載氣氣體進(jìn)料口8、熱載體出口9、不銹鋼網(wǎng)架10、第二組不同直徑的磁環(huán)11、固體催化劑12、第一組不同直徑的磁環(huán)13、液體分布器14、氣液分離器15。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。附圖為簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)示意圖，僅以示意的方式說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)。

見附圖1，一種汽提法連續(xù)酯化反應(yīng)器，包括筒體、支架6和加熱裝置，筒體固定在支架6上，筒體一側(cè)面的上部設(shè)有熱載體入料口2、高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口3，熱載體入料口2位于高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口3的上方，中部設(shè)有測(cè)溫口4，下部設(shè)有低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口5。筒體的頂部設(shè)有氣體出料口1，筒體的底部設(shè)有液體出料口7。筒體的另一側(cè)底部設(shè)有熱載體出口9、載氣氣體進(jìn)口8。筒體內(nèi)部由上至下依次裝有氣液分離器15、液體分布器14、第一組不同直徑的磁環(huán)13、固體催化劑12、第二組不同直徑的磁環(huán)11和不銹鋼網(wǎng)架10。第二組不同直徑的磁環(huán)11用不銹鋼網(wǎng)架10支撐。

見圖1，測(cè)溫口4與固體催化劑12相接觸。

本實(shí)用新型的加熱裝置設(shè)置在筒體的外側(cè)使用夾套形式通過熱載體進(jìn)行加熱或直接電加熱。熱載體選用水蒸氣或?qū)嵊停緦?shí)施例選用水蒸氣，水蒸氣由熱載體入口2進(jìn)入筒體，沿筒體壁流動(dòng)，由熱載體出口9排出加熱筒體。

本實(shí)用新型的磁環(huán)設(shè)置為兩組，沿筒體內(nèi)圓周按序設(shè)置。每組磁環(huán)由多層磁環(huán)組成，按大、中、小直徑排布構(gòu)成第一、第二組不同直徑的磁環(huán)13、11，其中第一組不同直徑的磁環(huán)13位于液體分布器的下方，固體催化劑12的上部，作用是將高沸點(diǎn)物質(zhì)液體均勻分布。第二層不同直徑的磁環(huán)11位于固體催化劑12的下部，作用是與不銹鋼網(wǎng)架10一起支撐反應(yīng)體系。

本實(shí)施例在φ100*5000 mm的不銹鋼固定床反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)器中部填裝10-20 Kg固體催化劑12。上部和下部使用液體進(jìn)料泵將高、低沸點(diǎn)物質(zhì)原料加入到預(yù)熱器內(nèi)預(yù)熱后分別由高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口3、低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)料口5進(jìn)入到反應(yīng)體系內(nèi)。載氣經(jīng)預(yù)熱后通過下部的載氣氣體進(jìn)料口8進(jìn)入筒體內(nèi)。酯類化合物通過冷凝在筒體的下部分回收，由液體出料口7放出。上部分放出的低沸點(diǎn)物質(zhì)和水通過氣液分離器冷凝回收，載氣直接排空。通過調(diào)節(jié)酸、醇、載氣的流速和溫度以及固定床的反應(yīng)溫度調(diào)節(jié)產(chǎn)物的收率，得到高純度的酯。

本實(shí)施例采用的酸為正辛酸，醇為乙醇，固體催化劑為D008強(qiáng)酸性離子樹脂，將正辛酸配成0.5-1.5 mol/L的乙醇溶液，從固定床反應(yīng)器上部以20-50 Kg/h的速率加入，進(jìn)入液體分布器14均勻分配，經(jīng)第一層不同直徑的磁環(huán)13進(jìn)入筒體內(nèi)。乙醇從固定床反應(yīng)器下部以10-20 Kg/h的速率加入進(jìn)入筒體內(nèi)。載氣為氮?dú)?，流速?000-3000 L/h。正辛酸的乙醇溶液和乙醇的進(jìn)樣溫度都為80-150℃，氮?dú)獾臏囟葹?20-180℃，固定床反應(yīng)器的溫度為80-150℃。最終得到正辛酸乙酯，產(chǎn)品單程收率大于99%。