[发明专利]一种用于采用相转移催化剂进行催化反应的连续生产设备

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种化工生产设备，具体涉及一种用于采用相转移催化剂进行催化反应的连续生产设备。

技术背景

在催化反应过程中，虽然均相催化具有反应活性高、反应条件温和等优点，但由于其催化剂难以回收利用而限制了其在工业上的应用。反应控制相转移催化剂是一类兼有均相催化剂与多相催化剂的优点的新型催化剂，其在反应前为固体，反应中由于其中一种底物的作用而溶于反应体系进行均相催化反应，反应结束后，当该底物耗尽，催化剂又可以从反应体系中析出，通过分离可以循环使用(science，2001，292，1139)，其中具有反应控制相转移特点的磷钨杂多酸盐在烯烃环氧化反应中具有良好的活性，其催化双氧水氧化环己烯制环氧环己烷的过程已实现工业化(Mechanisms in homogeneous and heterogeneous epoxidation catalysis ISBN：978-0-444-53188-9 2008).但由于催化剂必须经过分离，因此无法实现连续化生产。针对该类型催化剂，我们发明了适于反应物料中有固体颗粒浆液的连续化反应设备，反应中无需将产物和催化剂进过滤分离和重新打浆配浆料过程，实现了反应控制相转移催化剂催化过程的连续操作，同时该反应设备对于一般具有普通多相催化剂的液相反应过程同样适合。

发明内容

一种用于采用相转移催化反应的连续生产设备，所述设备由I级反应器和II级反应器通过溢流管串联连接，物料通过进料口连续进入I级反应器内，再经溢流管进II级反应器，最后经II级反应器上端的金属烧结过滤芯后连续分离出清液，含固体颗粒的浆液物料通过浆液回流管路连续回流至I级反应器中；I级反应器和II级反应器装有搅拌器、折流板、气体分布器、卸料口、进气口、温度计口、压力计口、液位计口、冷凝液进口；筒体顶部装有安全泄放口，筒体带加热/冷却夹套，夹套层上装有进水口和出水口；II级反应器内装有金属烧结过滤芯；I级反应器侧面装有料浆回流入口，出料口；II级反应器侧面装有进料口，清液出料口，料浆出口。

所述的I级反应器(1)和II级反应器为圆筒形，圆筒的直径和高度的比例范围在1∶1.5～15之间，圆筒的顶部和底部密闭方式采用法兰式密闭。I级反应器和II级反应器体积比例范围在1∶1～3之间，I级反应器体积在0.1m³～30m³之间。

所述的使用温度在0～200℃之间，使用压力在0～10.0MPa之间，固体颗粒占浆液物料中的比例范围在0～30％之间。

所述的折流板数量在2～6块之间，均匀分布在反应器内壁上。

所述的气体分布器可为管孔式或金属烧结管过滤芯式，气体分布器安装在I级反应器和II级反应器内底部，安装方向与反应器轴向方向垂直。

所述的II级反应器的清液出料口数量与II级反应器内的金属烧结过滤芯数量一致，清液出料口安装高度要求在II级反应器筒体高度的75～80％之间，安装位置在筒体轴向同一水平面上均匀分布。

所述的筒体底部装有气体进口。

所述的温度计口为多点分布，要求每个反应器控制监测分段数量在2～12个之间。

所述的压力计口安装要求在液位面以上。

所述的I级反应器底部装有的有料浆回流入口。

所述的I级反应器出料口的安装高度要求在反应器筒体高度的75～80％之间。

所述的II级反应器进料口位于II级反应器的底部。

所述的浆液出口位于清液出料口下，数量在2～8之间。

所述的I级反应器和II级反应器筒体顶部装有安全泄放口。

所述的I级反应器和II级反应器筒体带分段式加热/冷却夹套，夹套层上装有进水口和出水口，夹套数量在2～8组之间。

本发明具有如下优点：

本发明设备可以满足采用相转移催化剂进行催化反应的特点，实现了该类催化反应的连续化生产，克服了传统该类催化反应的间歇化操作，大大缩短其工艺流程，省去了含固体颗粒浆液反应后需过滤、重新配料、打浆的操作步骤，并为该类催化反应的工业化规模大型化提供了条件。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进行进一步的说明。

图1是相转移催化反应的设备示意图；

其中附图1中的符号表示：