V型管式反應器裝置的製作方法

2023-11-30 13:18:11

專利名稱：V型管式反應器裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種化學反應儀器，即V型管式反應器裝置。
背景技術：
在以丙酮為原料的非均相催化合成二丙酮醇的方法中，傳統的實驗室製法，即索氏提取器法裝置簡單，但不便於控制反應器中的反應溫度，也不利於取樣分析，且反應液與催化劑接觸時間不理想，即當滿至虹吸管時，虹吸管會將反應液吸下去，此時催化劑有一段時間不能夠與反應液接觸，從而影響了催化劑的催化效率。

發明內容
為了克服上述索氏提取器不便於控制反應溫度的缺點，本實用新型提出了V型管式反應器裝置，用恆溫水控制反應溫度，通過V型管來增加反應液與催化劑的接觸時間和接觸面積，從而提高轉化率。
這種V型管式反應器裝置由反應循環部分和恆溫水循環部分組成，其特徵在於反應循環部分是由蒸餾釜依次連接著豎立的分餾柱、蒸餾頭、傾斜的冷凝管和V型管的首端，V型管的末端和蒸餾釜相連，構成反應循環部分，蒸餾釜的底部安有電熱器，恆溫水循環部分是由恆溫器依次連接著出水管、冷凝管、V型管和二段連通管，經過回水管又和恆溫器相連，構成恆溫水循環部分，冷凝管、V型管為內外夾層，內管為反應循環部分，外管為恆溫水循環部分，通過兩段連通管將冷凝管和V型管的外管串通在恆溫水循環部分中，V型管由相同的兩段串聯而成，在豎直平面內，兩段的夾角為80～120°。
在冷凝管和V型管的首端之間，豎立安裝有氣壓平衡管，在V型管的末端和蒸餾釜之間安裝有取樣孔。
在合成二丙酮醇的實驗中，本實用新型把反應物從蒸餾釜中蒸餾出來，通過分餾柱分餾，丙酮餾出，通過冷凝管冷凝後流到V型管反應器中，在催化劑的催化下反應生成二丙酮醇，然後再回流到蒸餾釜中進行回流。
本裝置的特點一是能夠使反應循環進行。在不斷的蒸餾—冷凝—反應回流的連續操作過程中，生成物不斷被移走，反應物不斷進入，使反應不斷地向生成物方向進行，從而大大地提高丙酮的轉化率和二丙酮醇的收率。二是易於控制反應器的溫度。三是便於取樣分析，從取樣孔可取樣分析單次轉化率，確定催化劑的催化效率和使用壽命，從蒸餾釜可以取樣分析整個反應器中反應物的轉化率；從分餾頭處可以測試餾分的溫度，並且可以利用該溫度測算反應總轉化率。


圖1是本實用新型示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型詳細敘述如下圖中1、電熱器，2、蒸餾釜，3、加料取樣孔，4、溫度計，5、分餾柱，6、蒸餾頭，7、連通管，8、冷凝管，9、氣壓平衡管，10、恆溫器，11、V型管，12、催化劑，13、取樣孔，14、出水管，15、回水管。
在圖1中，反應循環部分是由蒸餾釜(1)依次連接著分餾柱(5)、蒸餾頭(6)、冷凝管(8)和V型管(11)的首端，V型管(11)的末端和蒸餾釜(2)相連，構成反應循環部分，蒸餾釜(2)的底部安有電熱器(1)，恆溫水循環部分是由恆溫器(10)依次連接著出水管(14)、冷凝管(8)、V型管(11)和二段連通管(7)，經過回水管(15)又和恆溫器(10)相連，構成恆溫水循環部分，冷凝管(8)和V型管(11)為內外夾層，內管為反應循環部分，外管為恆溫水循環部分，V型管(11)安裝在豎直平面內，兩段夾角為110°，在冷凝管(8)和V型管(11)的首端之間，豎立安裝著氣壓平衡管(9)，以調節反應循環中的壓力，在V型管(11)的末端和蒸餾釜(2)之間安有取樣孔(13)，在蒸餾釜(2)、蒸餾頭(6)和恆溫器(10)上都裝有溫度計(4)，在蒸餾釜(2)上還設有加料取樣孔(3)，在V型管(11)中安有催化劑(12)。
從蒸餾釜(2)的加料取樣孔(3)中加入丙酮，在V型管(11)中填充好催化劑(12)，調度好恆溫器(10)的水浴溫度，開啟電熱器(1)，加熱蒸餾釜(2)，使丙酮回流進行反應，反應至丙酮液不再餾出為止。
相對於索氏提取器，本實用新型其反應溫度不受蒸餾釜沸騰溫度的影響，保持了催化劑的最佳活性，大大延長了反應液與催化劑的接觸時間，有效地提高了二丙酮醇的單產率；且取樣分析方便，反應條件易於控制。
權利要求1.V型管式反應器裝置，由反應循環部分和恆溫水循環部分組成，其特徵在於反應循環部分是由蒸餾釜依次連接著豎立的分餾柱、蒸餾頭、傾斜的冷凝管和V型管的首端，V型管的末端和蒸餾釜相連，構成反應循環部分，蒸餾釜的底部安有電熱器，恆溫水循環部分是由恆溫器依次連接著出水管、冷凝管、V型管和二段連通管，經過回水管又和恆溫器相連，構成恆溫水循環部分，冷凝管、V型管為內外夾層，內管為反應循環部分，外管為恆溫水循環部分，通過兩段連通管將冷凝管和V型管的外管串通在恆溫水循環部分中，V型管由相同的兩段串聯而成，在豎直平面內，兩段的夾角為80～120°。
2.根據權利要求1所述的V型管式反應器裝置，其特徵在於，在冷凝管和V型管的首端之間，豎立安裝有氣壓平衡管。
3.根據權利要求1所述的V型管式反應器裝置，其特徵在於，在V型管的末端和蒸餾釜之間安裝有取樣孔。
專利摘要V型管式反應器裝置，由反應循環部分和恆溫水循環部分組成，反應循環部分是由蒸餾釜依次連接著分餾柱、蒸餾頭、冷凝管和V型管的首端，V型管的末端和蒸餾釜相連，構成反應循環部分，蒸餾釜的底部安有電熱器，恆溫水循環部分是由恆溫器依次連接著出水管、冷凝管、V型管和二段連通管，經過回水管又和恆溫器相連，構成恆溫水循環部分。在用丙酮合成二丙酮醇的實驗中，本實用新型把反應物從蒸餾釜中蒸餾出來，通過冷凝管冷凝後流到V型管反應器中，在催化劑的催化下反應生成二丙酮醇，然後再回流到蒸餾釜中進行回流，本裝置的特點一是能夠使反應循環進行，大大提高了丙酮的轉化率，二是易於控制反應器的溫度，三是便於取樣分析。
文檔編號B01L3/00GK2707366SQ20042006764
公開日2005年7月6日 申請日期2004年6月16日 優先權日2004年6月16日
發明者周詩彪, 陳業平, 張儒祥, 張維慶 申請人:湖南文理學院