一种酯化反应系统 |
|||||||
| 申请号 | CN201920885042.6 | 申请日 | 2019-06-12 | 公开(公告)号 | CN210287174U | 公开(公告)日 | 2020-04-10 |
| 申请人 | 广东星和化工有限公司; | 发明人 | 万忠辉; 刘文平; 陆展恒; 陆展毅; | ||||
| 摘要 | 本实用新型公开了一种酯化反应系统，包括釜体、蒸馏装置、 冷凝器 和自动分 水 器，蒸馏装置包括一蒸馏柱和至少一 蒸汽 管，蒸馏柱内设有填料，蒸汽管上具有至少一控制蒸汽管通断的控制 阀 ；蒸馏装置装于釜体上部，冷凝器与蒸馏装置连通，自动分水器的进液管与冷凝器连通。本实用新型一种酯化反应系统通过对系统各组成部分的改进，能够减少了酯化反应时间，提升生产效率；同时能够使蒸馏柱的柱头保持合适的 温度 ，使酯化反应生成的水能够 汽化 排出，使 溶剂 冷却 液化 回流；优化水与溶剂的分离时间，使得自动分水器能够适应多种水与溶剂混合情况下的自动分离排出。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种酯化反应系统，其特征在于，包括釜体、蒸馏装置、冷凝器和自动分水器，所述蒸馏装置包括一蒸馏柱和至少一蒸汽管，所述蒸馏柱内设有填料，所述蒸汽管上具有至少一控制所述蒸汽管通断的控制阀，所述蒸馏柱的入口和所述蒸汽管的入口连通或者间接连通，所述蒸馏柱的出口与所述蒸汽管的出口连通或者间接连通；所述控制阀设于所述蒸汽管的入口与所述蒸汽管的出口之间；所述蒸馏装置装于所述釜体上部，所述冷凝器与所述蒸馏装置连通，所述自动分水器的进液管与所述冷凝器连通。 |
||||||
| 说明书全文 | 一种酯化反应系统技术领域[0001] 本实用新型涉及酯化反应设备领域，具体涉及一种酯化反应系统。 背景技术[0002] 酯化反应系统通常由釜体、蒸馏装置、冷凝器以及分水器等组成，酯化反应发生在釜体内，反应温度较高，会使共沸脱水的溶剂与水混合蒸发，为了防止低沸点醇类大量流失，往往在反应釜上端加装蒸馏柱，该蒸馏柱的内部添加填料，通过填料的作用能够使一部分溶剂回收，其余的溶剂仍会因为柱头较高的温度，汽化进入冷凝器，随着酯化反应的加快，在填料作用下，酯化反应的脱水速度受到抑制，极大的增加了反应持续时间。分水器的作用是将共沸脱水的溶剂和反应生成的水进行沉降分离，使得溶剂回流进入釜体中，通过计量分离出来的水判断酯化反应的终点。一些分水器利用溶剂和水的密度不同形成上下分液层，从而使上层溶剂由U型管回流进釜，下层的水由分水器底部排水管排出。在水与溶剂的混合液进入罐体时，由于进液管的下端低于罐体内液体的液面，在进液管内存在气体时，使得混合液无法顺利通过进液管进入罐体。发明内容 [0003] 本实用新型的主要目的是提供一种酯化反应系统，通过对系统组成部分进行改进，能够加快酯化反应脱水速度，增加溶剂回收量，为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案： [0004] 一种酯化反应系统，包括釜体、蒸馏装置、冷凝器和自动分水器，所述蒸馏装置包括一蒸馏柱和至少一蒸汽管，所述蒸馏柱内设有填料，所述蒸汽管上具有至少一控制所述蒸汽管通断的控制阀，所述蒸馏柱的入口和所述蒸汽管的入口连通或者间接连通，所述蒸馏柱的出口与所述蒸汽管的出口连通或者间接连通；所述控制阀设于所述蒸汽管的入口与所述蒸汽管的出口之间；所述蒸馏装置装于所述釜体上部，所述冷凝器与所述蒸馏装置连通，所述自动分水器的进液管与所述冷凝器连通。 [0005] 进一步地，还包括喷淋装置，所述喷淋装置包括喷淋头、与所述喷淋头连通的供水管和用以侦测所述蒸馏柱的柱头温度的温度传感器，所述喷淋头置于所述蒸馏柱的所述柱头内，所述供水管上设有用以控制所述供水管流速的流量阀。 [0006] 进一步地，所述流量阀设有用以控制流量阀流通速度的控制器，所述控制器与所述温度传感器电性连接。 [0007] 进一步地，所述自动分水器包括罐体、设于所述罐体顶部的进液管、设于所述罐体侧部的排液口、设于所述罐体另一侧部的出水口和设于所述罐体底部的排水管；所述进液管伸入所述罐体内，所述进液管的下端低于所述出水口，所述出水口低于所述排液口；所述出水口连接位于所述罐体内的导水管，所述导水管的下端低于所述进液管的下端；所述进液管位于所述罐体内的部分的上部设有至少一排气孔；所述排水管与所述供水管连通。 [0008] 进一步地，所述自动分水器还包括排水阀，所述排水阀包括阀体、设于所述阀体侧部的进阀管、设于所述阀体底部的出阀管、设于所述阀体上部的平衡管以及液面调节器，所述进阀管、所述出阀管和所述平衡管均与所述阀体连通，所述液面调节器的出液管与所述出阀管贯通；所述进阀管与所述出水口连通，所述平衡管与所述罐体侧部的贯通管连通，所述出阀管与所述排水管连通。 [0009] 进一步地，所述液面调节器的进液口呈倒喇叭状，所述进液口的下端与所述出液管连接；所述进液口上端连接调节所述进液口高度的调节杆，所述出液管套装于所述出阀管；所述阀体上端设有带有螺纹通孔的固定杆，所述调节杆设有与所述螺纹通孔配合的外螺纹，所述调节杆穿出所述固定杆且与所述螺纹通孔配合安装。 [0010] 进一步地，所述蒸馏柱的入口和所述蒸汽管的入口均与所述釜体直接连通；所述蒸馏柱的出口和所述蒸汽管的出口均与冷凝器直接连通。 [0011] 进一步地，所述蒸汽管为一个或多个，所述蒸汽管为圆管状空管，所述蒸汽管的入口与所述釜体直接连通。 [0012] 进一步地，所述蒸馏柱的入口位于所述釜体的顶部，所述蒸汽管位于所述釜体的侧部。 [0013] 进一步地，所述冷凝器呈倾斜状，所述冷凝器的与所述蒸馏装置连通的一端高于所述冷凝器的另一端。 [0014] 本实用新型一种酯化反应系统通过对系统各组成部分的改进，能够避免了原有蒸馏装置由于水蒸气排出速度而引起酯化反应速率降低问题，减少了酯化反应时间，进而提升了生产效率；同时能够使蒸馏柱的柱头保持合适的温度，使酯化反应生成的水能够汽化排出，使溶剂因未达到其沸点而冷却液化回流；同时优化水与溶剂的分离时间，能够在排出溶剂较少时通过提升排水高度促进溶剂排出，使得自动分水器能够适应多种水与溶剂混合情况下的自动分离排出。附图说明 [0015] 图1是本实用新型酯化反应系统一实施方式的结构示意图； [0016] 图2是图1中自动分水器排水阀一实施方式的结构示意图。 具体实施方式[0017] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 [0018] 参照图1-2，为本实用新型酯化反应系统一实施方式的示意图，该反应系统包括釜体1、蒸馏装置(图中未标出)、冷凝器3、喷淋装置(图中未标出)和自动分水器5。 [0020] 蒸馏装置包括蒸馏柱21和蒸汽管22，蒸馏柱21包括填料211和柱头212，填料211填装于蒸馏柱21的中部，柱头212设于蒸馏柱21的上端部；蒸汽管22为圆管状空管，该蒸汽管22设有控制阀221，控制阀221设于蒸汽管22的入口与出口之间，控制蒸汽管22是否导通，进而实现控制蒸汽能否通过蒸汽管22。蒸馏柱21和蒸汽管22近乎并行设置，蒸馏柱21的入口和蒸汽管22的入口均与反应釜的釜体直接连通，使得蒸馏柱21的入口和蒸汽管22的入口间接连通；蒸馏柱21的出口和蒸汽管22的出口均与冷凝器直接连通，使得蒸馏柱21的出口和蒸汽管22的出口间接连通。 [0021] 在本实施方式中，蒸汽管22设有一个，在其他实施方式中，蒸汽管设有多个，多个蒸汽管并行排列，其入口与釜体1直接连通或者间接连通，其出口与冷凝器3直接连通或者间接连通。 [0022] 在其他实施方式中，蒸汽管22与蒸馏柱21共用一个入口和/或出口，具体根据反应釜的实施方案进行确定。 [0023] 冷凝器3呈倾斜状，冷凝器3的一端装于蒸馏柱21的顶部，且高于冷凝器3的另一端。 [0024] 喷淋装置包括喷淋头41、供水管42、流量阀43和温度传感器44，喷淋头41用以出水，该喷淋头41置于柱头212内，并使喷淋头41出水喷于填料211；供水管42与喷淋头41连通，用以对喷淋头41供水；流量阀43设置于供水管42，用以控制供水管42内水的流速；温度传感器44用以侦测柱头212的温度，该温度传感器44装于该柱头。 [0025] 在实施时，温度传感器侦测到柱头212的温度高于设定值时，调节流量阀43，增加水的供应速度，使柱头212温度降低；在温度传感器侦测到柱头212的温度低于设定值时，调节流量阀43，降低水的供应速度，使柱头212温度升高。 [0026] 在实施时，为了使喷淋头41出水与柱头212的温度相匹配，在流量阀43上设有用以控制流量阀流通速度的控制器，该控制器与温度传感器43电性连接，控制器根据温度传感器43获取的柱头的温度，控制使喷淋头41的出水速度，使柱头212的温度保持在设定值。 [0027] 在实施时，柱头的温度设定值，以水能够汽化而反应物因达不到沸点而液化回流为标准，通常设置柱头的温度高于100摄氏度(水的沸点)2-5摄氏度，使柱头处的水蒸气仍能够排出；由于该温度低于反应物的沸点，从而使反应物能够液化回流至釜体。 [0028] 自动分水器5包括罐体51、进液管52、排液口53、出水口54、排水管55、排水阀56和贯通管57。 [0029] 其中，罐体51为空心罐状，该罐体51通过支架511支撑。进液管52设于罐体51的顶部，该进液管52位于罐体51内的部分的上部设有至少一排气孔521，在实施时，可以根据需要横向设置多个排气孔521和/或竖向设置多个排气孔。排液口53设于罐体51的侧部，出水口54设于罐体51的另一侧部，出水口54连接位于罐体51内的导水管541；不考虑排液口53和出水口54的高度及大小，排液口53和出水口54关于经过罐体轴心的平面对称，在实施时，排液口53和出水口54也可以根据需要不对称设置。排水管55设于罐体1的底部，排水管55设有流通阀551，通过流通阀551的开关控制排水管55的通断。 [0030] 导水管541的下端靠近罐体51的底部，使导水管541深入罐体51内的水层；进液管52的下端位于罐体51的中下部，该导水管541的下端低于进液管52下端的高度；出水口54位于罐体51的中上部，出水口54的高度低于排液口53的高度，且排液口53的直径大于出水口 54的直径；相比较，出水口54的高度高于进液管52的下端。 [0031] 排水阀56包括阀体561、进阀管562、出阀管563、平衡管564、液面调节器565、固定杆566和连通管567。阀体561为空心体，进阀管562设于阀体561的侧部，该进阀管562的高度略低于阀体561的中心。出阀管563设于阀体561的底部，平衡管564设于阀体561的上部，平衡管564与竖直方向呈一定角度(10-60度均可)。进阀管562、出阀管563和平衡管564均与阀体561连通。 [0032] 液面调节器565包括进液口5651、出液管5652、调节杆5653和手柄5654，进液口5651呈倒喇叭状，进液口5651的下端与出液管5652连接，在实施时，进液口5651与出液管 5652一体加工而成，也可以分别制作焊接而成。调节杆5653呈杆状，该调节杆5653的下端与进液口5651的上端连接，调节杆5653上部上有外螺纹(图中未示出)。手柄5654为圆环手柄，该手柄5654设于调节杆5653的顶端，并与调节杆5653固定连接，通过转动手柄5654，可控制调节杆5653同步转动。 [0033] 固定杆566设于阀体561的上端，该固定杆566带有螺纹通孔。连通管567与出阀管563连通，该连通管567上设有连通阀5671，用以控制连通管567的通断。 [0034] 贯通管57设于罐体51的上部，该贯通管57与罐体51连通。 [0035] 在安装排水阀时，出液管5652插入出阀管562，使出液管5652与出阀管562贯通，且出液管5652能够在出阀管562内上下滑动。调节杆5653穿出固定杆566，且调节杆5653的外螺纹与固定杆566的螺纹通孔配合，完成排水阀56的组装。将出水口54与排水阀56的进阀管562连接，贯通管7与平衡管564连接，连通管567连接于排水管55的连通阀551的下端，完成排水阀56的安装.阀体561通过平衡管564和贯通管57与罐体51连通，使阀体561内的气压与罐体51内的气压相同。 [0036] 蒸馏柱和蒸汽管的入口与釜体连通，蒸馏柱和蒸汽管的出口与冷凝器连通，冷凝器与自动分水器的进液管连通，自动分水器的排水管与喷淋装置的供水管连通，自动排水器的排液口与釜体连通。 [0037] 在酯化反应时，首先关闭控制阀，使蒸汽管处于不导通状态，调节流量阀，控制柱头的温度，溶剂和反应生成的水汽化进入蒸馏柱，经填料后部分溶剂和水蒸气回流至釜体内，由于柱头温度高于水沸点而低于溶剂沸点，使溶剂进一步冷却液化回流。随着反应的进行，反应速度加快，越来越多水蒸气产生并通过蒸馏柱进入冷凝器，此时蒸馏柱由于填料作用，限制了水蒸气的排出速度，进而限制了反应速度。此时打开控制阀，使水蒸气通过蒸汽管快速进入冷凝器，加快了反应速度，进而减少整体反应持续时间。溶剂与水的混合气体经冷凝器后成为液体，通过进液管进入罐体，混合液中的气体从排气孔排出进液管。由于溶剂密度小于水的密度，溶剂与水分层且溶剂层位于水层的上方，当溶剂的高度高于排液口时，溶剂从排液口排出。当水较多时，在溶剂与水的重力作用下，将水压入排水口排出；转动手柄，带动调节杆转动，调节杆的外螺纹与固定杆的螺纹通孔间产生水平转动，从而使调节杆产生竖直方向上的移动，从而带动进液口上升或者下降，实现调节进入阀体内的液体的排出液面高度，进而间接调节了罐体内水层的高度。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈