專利名稱：一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種反應(yīng)器，具體地說涉及一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行非均相催化反應(yīng)研究時(shí)，通常在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。催化劑裝入反應(yīng)器中，反應(yīng)物從上部進(jìn)入，下部流出，經(jīng)過催化劑床層。在催化劑的作用下，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。
但是固定床反應(yīng)器具有以下缺點(diǎn)(1)對(duì)于顆粒較大的催化劑，由于反應(yīng)器管壁與顆粒的間隙較大，使一部分反應(yīng)物不與催化劑接觸而沿管壁流出，從而得不到真實(shí)的反應(yīng)結(jié)果。(2)在反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究中，需要考察反應(yīng)組分、溫度與反應(yīng)速率之間的關(guān)系。沿著催化劑床層反應(yīng)物逐步轉(zhuǎn)化，反應(yīng)熱陸續(xù)釋放，因而沿著催化劑床層溫度及反應(yīng)物濃度在逐漸變化，在反應(yīng)器出口處得到的是不同反應(yīng)物濃度及反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)速率連續(xù)作用的積分結(jié)果，得不到一定溫度及濃度下的催化劑的反應(yīng)速率。
因而，為了解決固定床反應(yīng)器不能評(píng)價(jià)較大顆粒催化劑及其具有積分效應(yīng)這一問題，設(shè)計(jì)出兩種無梯度反應(yīng)器用于評(píng)價(jià)較大顆粒催化劑，并進(jìn)行催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。
1.轉(zhuǎn)籃式無梯度反應(yīng)器第一種是轉(zhuǎn)籃式無梯度反應(yīng)器，卡伯力(Carberry)教授發(fā)明的催化劑運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)器。在這種反應(yīng)器中，催化劑被裝入兩個(gè)或四個(gè)籃筐中，籃筐在反應(yīng)物中旋轉(zhuǎn)。類似攪拌葉片的高速旋轉(zhuǎn)籃筐帶動(dòng)催化劑攪動(dòng)反應(yīng)物，使反應(yīng)器內(nèi)流體相中的濃度及溫度趨于均勻。
然而，轉(zhuǎn)籃式無梯度反應(yīng)器，具有以下缺點(diǎn)(1)由于只有兩個(gè)或四個(gè)籃筐，故催化劑的裝量受到限制，只能裝少量的催化劑，延長(zhǎng)了催化劑的評(píng)選周期。
(2)只有兩個(gè)或四個(gè)籃筐，因而反應(yīng)器內(nèi)的自由空間太大，在自由空間對(duì)反應(yīng)過程產(chǎn)生影響的反應(yīng)中，不易使用。
2.伯體(Berty) 無梯度反應(yīng)器第二種是Berty無梯度反應(yīng)器，伯體(Berty)博士發(fā)明的催化劑處于固定位置的反應(yīng)器。在這種反應(yīng)器中，催化劑裝入催化劑筐中，位于催化劑下方的螺旋槳推動(dòng)流體從下向上快速通過催化劑床層。高速流動(dòng)的流體在反應(yīng)器內(nèi)引起強(qiáng)烈的混合，使反應(yīng)器內(nèi)的濃度梯度及溫度梯度降到最小。
Berty無梯度反應(yīng)器，具有以下缺點(diǎn)(1)由于螺旋槳在反應(yīng)器的下部，反應(yīng)產(chǎn)物易通過傳動(dòng)軸承流入旋轉(zhuǎn)軸的套管中去。而易凝固的重質(zhì)組分，會(huì)在套管中凝固，進(jìn)而阻礙攪拌軸的正常旋轉(zhuǎn)，故不適合產(chǎn)物中含重質(zhì)組分的反應(yīng)，如費(fèi)托合成反應(yīng)。
(2)由于電機(jī)及傳動(dòng)裝置在反應(yīng)器的下部，若電機(jī)及傳動(dòng)裝置出現(xiàn)問題，則只有停止反應(yīng)，卸開反應(yīng)器進(jìn)行處理，這會(huì)中斷評(píng)價(jià)催化劑壽命的長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能應(yīng)用于產(chǎn)物中含重質(zhì)組分的反應(yīng)，能裝載較多催化劑，使用壽命長(zhǎng)的反應(yīng)器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它是由釜蓋、釜體、反應(yīng)物入口、產(chǎn)物出口、測(cè)溫口、馬達(dá)傳動(dòng)軸、槳葉、催化劑轉(zhuǎn)環(huán)組成，其特征在于所述的釜體是U字形，在釜蓋上有反應(yīng)物入口和測(cè)溫口，在釜體底部有產(chǎn)物出口，馬達(dá)傳動(dòng)軸通過釜蓋伸入U(xiǎn)字形釜內(nèi)，槳葉固定在馬達(dá)傳動(dòng)軸上，催化劑轉(zhuǎn)環(huán)由下壓板，上壓板，內(nèi)篩網(wǎng)、外篩網(wǎng)組成，并位于U字形釜體內(nèi)，內(nèi)篩網(wǎng)、外篩網(wǎng)位于上壓板和下壓板之間，上壓板和下壓板與馬達(dá)傳動(dòng)軸固定，上壓板與槳葉相連。
如上所述的馬達(dá)傳動(dòng)軸通過安裝于釜蓋上的軸承固定于釜蓋上。
如上所述的上壓板與槳葉由連接件相連。
如上所述的下壓板和上壓板由螺栓連接。
如上所述的內(nèi)篩網(wǎng)和外篩網(wǎng)是由燒結(jié)金屬網(wǎng)制成，如上所述的外篩網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑大于內(nèi)篩網(wǎng)的網(wǎng)孔直徑本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)可用于工業(yè)原顆粒催化劑的反應(yīng)。
(2)可裝載大量的催化劑，減少催化劑的評(píng)價(jià)周期。
(3)可應(yīng)用于產(chǎn)物中含重質(zhì)組分的反應(yīng)，如費(fèi)托合成反應(yīng)。
(4)可用于氣固反應(yīng)也可用于氣液固反應(yīng)，具有應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。
(5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型的反應(yīng)器的剖面圖。
圖2為本實(shí)用新型的槳葉的俯視圖。
圖3為本實(shí)用新型的槳葉的側(cè)視圖。
圖4為本實(shí)用新型的反應(yīng)器中連接件的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖5為本實(shí)用新型的上壓板的結(jié)構(gòu)剖面圖。
圖6為本實(shí)用新型的下壓板的結(jié)構(gòu)剖面圖如圖所示，U字形釜體1及釜蓋2由螺栓3連接，U字形釜體1及釜蓋2間的密封環(huán)4被壓緊以保證反應(yīng)器的密封。釜蓋2的中心有一個(gè)馬達(dá)傳動(dòng)軸孔，馬達(dá)傳動(dòng)軸11從此孔下伸進(jìn)入反應(yīng)器中，馬達(dá)傳動(dòng)軸11在反應(yīng)器外由軸承12、延長(zhǎng)管10支撐；槳葉8上有四個(gè)平直葉片23，分布在對(duì)面的兩個(gè)葉片23上每個(gè)分別有兩個(gè)螺栓孔19；槳葉8的圓桶上分布四個(gè)螺栓孔9，一面2個(gè)，呈對(duì)稱分布，槳葉8由緊固螺絲通過孔9固定在馬達(dá)傳動(dòng)軸11上，連接件7為一片狀，上面分布4個(gè)螺栓孔19，上壓板5由筋24、凹槽25和內(nèi)孔26組成，凹槽25上面均勻分布4個(gè)螺栓孔7。下壓板22由筋24、凹槽25和內(nèi)孔27組成，內(nèi)孔27比上壓板5的內(nèi)孔26小，馬達(dá)傳動(dòng)軸11上套有上壓板5，兩個(gè)連接片13將上壓板5和槳葉8用固定螺絲19連接，馬達(dá)傳動(dòng)軸11下端由下螺栓21將下壓板22托起。外篩網(wǎng)18和內(nèi)篩網(wǎng)16位于上壓板5和下壓板22的凹槽25內(nèi)，外篩網(wǎng)18比內(nèi)篩網(wǎng)16的網(wǎng)孔直徑大，外篩網(wǎng)18和內(nèi)篩網(wǎng)16的環(huán)隙間有催化劑17，上壓板5和下壓板22依靠四個(gè)螺栓連接件7、螺母6連接。釜蓋2上有一個(gè)孔為反應(yīng)物入口14，另一個(gè)孔是測(cè)溫孔15。此結(jié)構(gòu)保證槳葉8推動(dòng)流體自內(nèi)向外通過薄的催化劑床17，釜體1底部上有產(chǎn)物出口20。
權(quán)利要求1.一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器是由釜蓋(2)、釜體(1)、反應(yīng)物入口(14)、產(chǎn)物出口(20)、測(cè)溫口(15)、馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)、槳葉(8)、催化劑轉(zhuǎn)環(huán)組成，其特征在于所述的釜體(1)是U字形，在釜蓋(2)上有反應(yīng)物入口(14)和測(cè)溫口(15)，在釜體(1)底部有產(chǎn)物出口(20)，馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)通過釜蓋(2)伸入U(xiǎn)字形釜體(1)內(nèi)，槳葉(23)固定在馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)上，催化劑轉(zhuǎn)環(huán)由上壓板(5)，下壓板(22)，內(nèi)篩網(wǎng)(16)、外篩網(wǎng)(18)組成，并位于U字形釜體(1)內(nèi)，內(nèi)篩網(wǎng)(16)、外篩網(wǎng)(18)位于上壓板(5)和下壓板(22)之間，上壓板(5)和下壓板(22)與馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)固定，上壓板(5)與槳葉(8)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器，其特征在于所述的馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)通過安裝于釜蓋(2)上的軸承(12)固定于釜蓋(2)上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器，其特征在于所述的上壓板(5)與槳葉(8)由連接件(13)相連。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器，其特征在于所述的上壓板(5)和下壓板(22)由螺栓連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器，其特征在于所述的內(nèi)篩網(wǎng)(16)和外篩網(wǎng)(18)是由燒結(jié)金屬網(wǎng)制成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器，其特征在于所述的外篩網(wǎng)(18)的網(wǎng)孔直徑大于內(nèi)篩網(wǎng)(16)的網(wǎng)孔直徑。
專利摘要一種用于催化反應(yīng)研究的反應(yīng)器由釜蓋(2)、釜體(1)、反應(yīng)物入口(14)、產(chǎn)物出口(20)、測(cè)溫口(15)、馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)、槳葉(8)、催化劑轉(zhuǎn)環(huán)組成，釜體(1)是U字形，在釜蓋(2)上有反應(yīng)物入口(14)和測(cè)溫口(1 5)，在釜體(1)底部有產(chǎn)物出口(20)，馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)通過釜蓋(2)伸入U(xiǎn)字形釜體(1)內(nèi)，槳葉(23)固定在馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)上，催化劑轉(zhuǎn)環(huán)由上壓板(5)，下壓板(22)，內(nèi)篩網(wǎng)(16)、外篩網(wǎng)(18)組成，并位于U字形釜體(1)內(nèi)，內(nèi)篩網(wǎng)(16)、外篩網(wǎng)(18)位于上壓板(5)和下壓板(22)之間，上壓板(5)和下壓板(22)與馬達(dá)傳動(dòng)軸(11)固定，上壓板(5)與槳葉(8)相連。本實(shí)用新型具有裝載大量的催化劑，減少催化劑的評(píng)價(jià)周期。用于含重質(zhì)組分的反應(yīng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B01J8/10GK2695094SQ200420016159
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月29日
發(fā)明者李永旺, 張榮樂, 李偉, 白亮, 相宏偉, 周敬來 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所