一種膜催化反應(yīng)分離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實用新型屬于膜催化反應(yīng)分離裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種膜催化反應(yīng)分離
目.0
【背景技術(shù)】
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[0002]膜催化反應(yīng)分離技術(shù)是利用含有特殊催化活性成分的有機(jī)或無機(jī)材料與成膜材料共混或雜化，在一定的工藝條件下制備出具有多孔結(jié)構(gòu)的多孔復(fù)合催化膜，在反應(yīng)物流過該膜時進(jìn)行催化，反應(yīng)產(chǎn)物隨之流走，實現(xiàn)反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的及時分離，以及二者與催化劑的及時分離，并進(jìn)一步借助滲透汽化分離裝置及時將反應(yīng)產(chǎn)物中低分子量物質(zhì)選擇性分離，提高反應(yīng)速度和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。膜催化反應(yīng)分離技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、石油、能源等領(lǐng)域，具有重要的應(yīng)用前景。膜催化反應(yīng)分離工藝參數(shù)一般從實驗中獲得，但是現(xiàn)有的膜催化反應(yīng)分離實驗設(shè)備，通用性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在設(shè)備安裝不規(guī)范，裝置壽命短，分離效果差，成本高等問題，從而影響實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實用性。
[0003]因此，針對現(xiàn)有技術(shù)的存在的問題，本實用新型提供了一種膜催化反應(yīng)分離裝置，其通用性好，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小，使用方便，分離效果好，成本低，設(shè)備安裝簡單規(guī)范，耐腐蝕，使用壽命長。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、操作簡單、性能穩(wěn)定的通用膜催化反應(yīng)分離設(shè)備。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種膜催化反應(yīng)分離裝置，包括:U型容器和底座，其特征在于:所述U型容器位于底座上，U型容器中設(shè)置若干膜催化反應(yīng)分離組，各組之間由隔離層隔開，且各組之間具有空隙。
[0007]所述隔離層為多孔膜層，例如多孔鈦金屬材料膜層。
[0008]所述膜催化反應(yīng)分離組由多孔結(jié)構(gòu)的一層或多層多孔催化膜組成，它們分組疊放，可以為一組或多組，每組膜厚度為0.1厘米至5厘米，組與組之間的空隙為0.1厘米至
0.5厘米。膜邊緣上面用密封圈壓實。所述多孔催化膜為復(fù)合膜，其孔徑大小約為1-20微米，孔隙率達(dá)到40%?70.0%。
[0009]所述復(fù)合膜是以磺化聚醚砜(SPES)/聚醚砜(PES)、磺化聚苯乙烯(SPS)/聚乙烯醇(PVA)、固體酸/磺化聚合物中的一種為膜材料，以非織造布為支撐體的多孔復(fù)合催化膜。所用固體酸為硫酸鋯Zr (SO4) 2、磷鉬酸H3PMo12O4?；蛄蛩徕乀i (S0 4) 2等中的一種或多種；磺化聚合物是由聚乙烯醇、聚乙烯-乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、各種纖維素、聚砜或聚醚砜等高聚物前驅(qū)體經(jīng)磺化改性制成，所述磺化基團(tuán)的取代度為0%?50%，固體酸與磺化聚合物的重量百分比為0%?60%。
[0010]所述U型容器上面有法蘭蓋，法蘭蓋上設(shè)有進(jìn)料口、攪拌裝置、溫度傳感器；u型容器帶有加熱裝置，外部有保溫裝置，底部設(shè)有出料口，出料口與滲透汽化裝置相連。
[0011]所述攪拌裝置位于法蘭蓋的中心位置，與U型容器中心線重合，攪拌裝置通過固定橫檔與固定豎檔設(shè)置在上部，攪拌裝置旁設(shè)置有控速裝置，速度范圍為0-375r/min。
[0012]在保溫裝置的不同高度設(shè)置有溫度傳感器，監(jiān)測不同位置溫度的變化，其底部與攪拌裝置平齊。
[0013]所述的出料口設(shè)置有閥門、產(chǎn)品采樣口，直接對產(chǎn)物進(jìn)行分析和產(chǎn)物的后處理。
[0014]所述的滲透汽化裝置是可用于分離小分子反應(yīng)生成物的分離裝置。
[0015]本實用新型的裝置適用于在反應(yīng)條件下反應(yīng)物為液體的可逆反應(yīng)，如酯化反應(yīng)和酯交換反應(yīng)等。
[0016]本實用新型的優(yōu)異效果是:將所述膜催化反應(yīng)分離裝置各核心部件簡單化，規(guī)范化。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，分離效果好，成本低，設(shè)備安裝簡單規(guī)范，使用壽命長，在很大程度上使中膜催化反應(yīng)分離工藝參數(shù)的可靠性和檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到提高。
【附圖說明】
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[0017]圖1是本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:1_進(jìn)料口 ；2_攪拌裝置；3_溫度傳感器；4_保溫裝置；5_膜催化反應(yīng)分離組；6_出料口 ；7-底座；8_固定豎檔；9_固定橫檔；10-U型容器；11_法蘭蓋。
【具體實施方式】
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[0019]下面結(jié)合附圖參考具體實施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本實用新型，但并不對其構(gòu)成任何限制。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，均可做各種改動和修改，因此本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)力要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
[0020]實施例
[0021]如圖1所示，一種膜催化反應(yīng)分離裝置，包括:U型容器10與底座7，其中U型容器10位于底座7上，底部有出料口 6，U型容器上面有法蘭蓋11，法蘭蓋11上設(shè)有進(jìn)料口 1、攪拌裝置2、溫度傳感器3 ;所述U型容器10外部被作為保溫裝置4的保溫層包裹，出料口6與滲透汽化裝置相連。在保溫裝置4的不同高度分別設(shè)置若干溫度傳感器3，其底部與攪拌裝置2持平。保溫裝置4包裹在U型容器10外部。攪拌裝置2通過固定豎檔8和固定橫檔9固定于法蘭蓋11上。
[0022]使用前，打開法蘭蓋11，將一層或多層多孔結(jié)構(gòu)的催化膜疊放在U型容器10中，各層之間設(shè)置多孔的鈦膜層。壓實所述催化膜層，防止溶液中從催化膜邊緣漏過。將法蘭蓋11用螺母固定，在法蘭連接處用橡膠圈進(jìn)行密封，從而更準(zhǔn)確控制和反映溫度。將溫度傳感器3從側(cè)面插入U型容器10中，對不同位置的溫度進(jìn)行監(jiān)控。
[0023]工作過程中，料液通過進(jìn)料口 I進(jìn)入到U型容器10中，在攪拌裝置2的攪拌下充分混合，由溫度傳感器3反應(yīng)料液溫度，料液經(jīng)過膜催化反應(yīng)分離組5由出料口 6流出，料液的溫度通過改變保溫裝置4的溫度進(jìn)行控制。
【主權(quán)項】
1.一種膜催化反應(yīng)分離裝置，包括:u型容器(10)和底座(7)，其特征在于:所述U型容器(10)位于底座(7)上，U型容器(10)中設(shè)置若干膜催化反應(yīng)分離組(5)，各組之間由隔離層隔開，且各組之間具有空隙。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:所述膜催化反應(yīng)分離組(5)由多孔結(jié)構(gòu)的一層或多層催化膜組成，可以為一組或多組。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:每組膜厚度為0.1厘米至5厘米，組與組之間的空隙為0.1厘米至0.5厘米。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:所述多孔催化膜為復(fù)合膜，其孔徑大小為1-20微米，孔隙率為40%?70.0%。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:所述復(fù)合膜是以磺化聚醚砜(SPES)/聚醚砜(PES)、磺化聚苯乙烯(SPS)/聚乙烯醇(PVA)、固體酸/磺化聚合物中的一種為膜材料，以非織造布為支撐體的多孔復(fù)合催化膜。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:所述U型容器(10)上面有法蘭蓋(11)，法蘭蓋(11)上設(shè)有進(jìn)料口(I)、攪拌裝置(2)、溫度傳感器(3) ;U型容器(10)外部有保溫裝置(4)，底部設(shè)有出料口(6)，出料口(6)與滲透汽化裝置相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:所述攪拌裝置(2)位于法蘭蓋(11)的中心位置，與U型容器(10)中心線重合，攪拌裝置(2)通過固定橫檔(9)與固定豎檔(8)固定在U型容器(10)上部。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:在保溫裝置(4)的不同高度有溫度傳感器(3)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:所述的出料口(6)設(shè)置有閥門和產(chǎn)品采樣口。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜催化反應(yīng)分離裝置，其特征在于:所述隔離層為多孔膜層。
【專利摘要】本實用新型公開了一種膜催化反應(yīng)分離裝置，包括：U型容器和底座，其特征在于：所述U型容器位于底座上，U型容器中設(shè)置若干膜催化反應(yīng)分離組，各組之間由隔離層隔開，且各組之間具有空隙。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便；分離效果好，成本低，使用壽命長；實現(xiàn)反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的及時分離，以及二者與催化劑的及時分離，提高了反應(yīng)速度和生產(chǎn)效率。
【IPC分類】B01J19/18, B01J8/00
【公開號】CN205164679
【申請?zhí)枴緾N201520785724
【發(fā)明人】何本橋, 李建新, 劉廣瑞, 彭超, 羅清亮
【申請人】天津工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年10月9日