一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器的制作方法
本发明涉及对乙酰氧基苯甲酸制备,具体为一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器。
背景技术:
1、对乙酰氧基苯甲酸作为一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、液晶材料以及高分子改性领域。其典型合成路线通常采用对羟基苯甲酸与乙酰化试剂(如乙酰氯或乙酸酐)在酸性催化剂存在下发生酰基化反应制得。该反应多为非均相放热反应,对反应体系的传热效率、混合均匀性及催化剂保护有着极高的要求。
2、目前,工业上普遍采用传统的间歇式反应釜进行生产,并在釜内安装锚式搅拌桨对物料进行搅拌混匀。但这种类型的搅拌桨转动产生的流动主要集中在壁边与桨附近,反应釜内中部容易形成弱流动/准死区,进而导致易出现物料沉降、局部过热的问题,影响物料混合效果,针对这一问题,本领域技术人员容易想到在反应釜内壁安装导流板,利用导流板改善轴向均质效果,但制备对乙酰氧基苯甲酸所用原料体系粘度较高,原料易粘附在反应釜内壁上,因此,现有搅拌结构上通常设置有刮板,利用刮板刮除釜壁面附着物,这就要求刮板必须贴近反应釜内壁布置及运行,但若导流板径向尺寸过小,则无法达到理想的导流效果;若增大导流板径向尺寸以强化导流作用,又会对刮板的圆周运动形成干涉与限制。因此,如何在有限空间内平衡导流板的流体动力学性能与刮板的机械运作空间,成为亟待解决的技术矛盾。
3、并且,在对乙酰氧基苯甲酸催化合成反应过程中,搅拌转速是核心工艺参数,直接决定物料混合均匀度、反应速率及催化剂工作状态。转速过高会加剧反应体系内固体催化剂与物料、釜体内壁及搅拌结构的摩擦碰撞,造成严重的催化剂磨损问题。磨损后的催化剂活性大幅下降,催化效率降低,不仅会导致合成反应不完全、产品纯度不达标,还会造成催化剂损耗量增加、回收难度大幅提升,极大提高了生产成本,同时磨损产生的细微催化剂杂质易混杂在产物中,增加后续提纯工序的作业压力。
4、为解决搅拌转速失控导致的催化剂磨损问题,现有技术通常在驱动电机端部装配编码器等检测元件,通过实时监测电机输出转速,间接推算搅拌结构的实际运行转速,以此实现转速闭环调控。但在设备长期连续运行工况下,电机、传动结构会持续产生机械磨损与工作发热,易出现传动间隙增大、部件热变形、传动效率衰减等问题,致使电机输出转速与搅拌结构的实际搅拌转速产生偏差,二者转速数据无法同步匹配,进而使得反应釜控制器无法实现搅拌转速的精准闭环控制,难以有效规避转速过高引发的催化剂磨损缺陷。
5、基于此,本申请提出一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器。
技术实现思路
1、本发明提供了一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,解决了上述背景技术中提出的导流板尺寸设计与刮板的正常运转无法兼顾;通过在电机端设置检测元件,间接推算搅拌转速,受传动磨损、发热变形、传动效率衰减影响,搅拌转速控制精度差的问题。
2、本发明提供如下技术方案:一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,包括反应器本体,所述反应器本体内设置有搅拌结构,所述反应器本体的内侧壁均匀设置有沿轴向延伸的凹槽,所述凹槽的内腔活动连接有导流板,所述导流板通过弹性结构与反应器本体连接,所述导流板远离弹性结构的一侧为导流侧,所述导流板靠近弹性结构的一侧为封堵侧,当弹性结构处于自由状态时,导流侧位于反应器本体的内腔,且封堵侧对凹槽进行封堵;
3、所述导流板的导流侧内封装有第一磁铁,所述搅拌结构竖直端的对应位置封装有第二磁铁,当搅拌结构带动第二磁铁旋转至与第一磁铁周向对正时,第一磁铁与第二磁铁处于磁性相斥的状态,磁性相斥力作用于导流板,将导流板压入凹槽;所述导流板的封堵侧内封装有第三磁铁,所述凹槽的内侧设置有磁传感器,所述第三磁铁位于磁传感器的检测区域内,所述磁传感器随第三磁铁运动产生脉冲信号。
4、优选的,所述搅拌结构为框架式搅拌结构,所述搅拌结构竖直端的外侧壁设置有刮条,所述刮条的刃口贴靠反应器本体的内侧壁。
5、优选的,所述导流板通过转轴与反应器本体活动连接,所述导流板远离转轴的一侧为弧形侧壁。
6、优选的,所述凹槽的内腔设置有定位块,所述导流板与定位块接触时,所述导流板位于凹槽的内腔,所述凹槽远离转轴的一侧为与弧形侧壁适配的弧形面,所述弧形侧壁与弧形面处于贴合的状态。
7、优选的,所述弹性结构包括与凹槽内腔连接的定位杆,所述定位杆的外圈活动套设有扭簧,所述扭簧的一端与导流板连接,所述扭簧的另一端与反应器本体连接。
8、优选的,所述导流板为中空结构;所述导流板的轴向高度覆盖搅拌结构上横杆与下横杆之间的区域。
9、优选的,各导流板内的第一磁铁极性取向一致,所述第一磁铁位于磁传感器的检测区域外。
10、优选的,所述第一磁铁和第二磁铁两者的表面均设置有防护片。
11、与现有技术对比,本发明具备以下有益效果:
12、1、该对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,利用框式搅拌结构和导流板,提高轴向均质效果,便于原料充分混合、传热,加大物料之间的界相反应,进而提高对乙酰氧基苯甲酸产品收率和对乙酰氧基苯甲酸品质。且利用同极磁斥力实现导流板与搅拌结构的非接触式让位,确保了导流板不会阻碍搅拌结构运转,并使导流板朝向刮条,在避让过程中,利用刮条实现对导流面的清理,保障导流板的使用效果。
13、2、该对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,通过第三磁铁和磁传感器的协同作用,实现导流板位置变化特征的实时捕获,利用导流板的位置变化周期推断搅拌结构的旋转周期,实现对搅拌结构转动周期的精准获取,进而便于控制器调控搅拌结构的转动速度,且控制器根据导流板的复位时间间隔及最终到位位置,可判断导流板是否出现卡滞或复位异常,提高该反应器使用可靠性。
1.一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,包括反应器本体(1),其特征在于:所述反应器本体(1)内设置有搅拌结构(2),所述反应器本体(1)的内侧壁均匀设置有沿轴向延伸的凹槽(9),所述凹槽(9)的内腔活动连接有导流板(4),所述导流板(4)通过弹性结构与反应器本体(1)连接,所述导流板(4)远离弹性结构的一侧为导流侧,所述导流板(4)靠近弹性结构的一侧为封堵侧,当弹性结构处于自由状态时,导流侧位于反应器本体(1)的内腔,且封堵侧对凹槽(9)进行封堵;
2.根据权利要求1所述的一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,其特征在于:所述搅拌结构(2)为框架式搅拌结构,所述搅拌结构(2)竖直端的外侧壁设置有刮条(5),所述刮条(5)的刃口贴靠反应器本体(1)的内侧壁。
3.根据权利要求1所述的一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,其特征在于:所述导流板(4)通过转轴(6)与反应器本体(1)活动连接,所述导流板(4)远离转轴(6)的一侧为弧形侧壁。
4.根据权利要求3所述的一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,其特征在于:所述凹槽(9)的内腔设置有定位块(7),所述导流板(4)与定位块(7)接触时,所述导流板(4)位于凹槽(9)的内腔,所述凹槽(9)远离转轴(6)的一侧为与弧形侧壁适配的弧形面,所述弧形侧壁与弧形面处于贴合的状态。
5.根据权利要求1所述的一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,其特征在于:所述弹性结构包括与凹槽(9)内腔连接的定位杆(11),所述定位杆(11)的外圈活动套设有扭簧(13),所述扭簧(13)的一端与导流板(4)连接,所述扭簧(13)的另一端与反应器本体(1)连接。
6.根据权利要求2所述的一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,其特征在于:所述导流板(4)为中空结构;所述导流板(4)的轴向高度覆盖搅拌结构(2)上横杆与下横杆之间的区域。
7.根据权利要求1所述的一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,其特征在于:各导流板(4)内的第一磁铁(8)极性取向一致,所述第一磁铁(8)位于磁传感器(12)的检测区域外。
8.根据权利要求1所述的一种对乙酰氧基苯甲酸制备反应器,其特征在于:所述第一磁铁(8)和第二磁铁(3)两者的表面均设置有防护片。
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