一种用于异丁烯水合制备叔丁醇的反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及叔丁醇制备设备技术领域，具体的，涉及一种用于异丁烯水合制备叔丁醇的反应装置。


背景技术：

2.叔丁醇是重要的有机化工原料和溶剂之一，在药物合成、橡胶合成、涂料、染料、香料和农药等行业有着广泛的用途。叔丁醇主要是通过异丁烯水合反应的生产工艺获得。工业上制备叔丁醇的方法通常采用硫酸水合法和离子交换树脂水合法，离子交换树脂水合法因为流程简单、三废排放少、基本无设备腐蚀问题，是国内外叔丁醇生产的主要方法，但现有的用异丁烯水合制备叔丁醇的反应装置大多存在着转化效率低的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提出了一种用于异丁烯水合制备叔丁醇的反应装置，解决了现有技术中的用异丁烯水合制备叔丁醇的反应装置大多存在着转化效率低的问题。
4.本实用新型的技术方案如下：
5.一种用于异丁烯水合制备叔丁醇的反应装置，包括依次连接的反应器、催化蒸馏塔和精馏塔，所述反应器具有原料进料管，所述精馏塔具有产物出料管和出水管，所述催化蒸馏塔上部设有设有碳四回料管，下部设有反应液回液管，所述碳四回料管和所述反应液回液管均连通所述反应器。
6.进一步，所述原料进料管包括碳四进料管和进水管，所述碳四进料管设置在所述反应器底部，所述进水管设置在所述反应器上部，所述碳四回料管连接到所述碳四进料管，所述反应液回液管连接到所述进水管。
7.进一步，所述反应器为固定床反应器，所述反应器内装填有模块催化剂。
8.进一步，所述催化蒸馏塔内装填有模块催化剂。
9.进一步，所述模块催化剂包括多个催化筒，所述催化筒内填充有催化剂，相邻的两个催化筒相切设置，催化筒间围成多个互不相通的扰流通道，所述扰流通道的上端部设有封闭板，所述催化筒的侧壁上设有用于连通扰流通道的扰流窗。
10.进一步，所述模块催化剂还包括安装筒，所述催化筒设置在所述安装筒内，所述安装筒上设有穿过所述扰流窗的贯穿杆。
11.进一步，所述模块化催化剂为规整填料型。
12.本实用新型的工作原理及有益效果为：
13.碳四和水通过原料进料管进入反应器，碳四与水在反应器内接触反应，可以为逆流接触反应也可以顺流接触反应，反应后的物料进入催化蒸馏塔，物料中包含叔丁醇水溶液和多余的碳四，物料进入催化蒸馏塔后经过催化蒸馏完成碳四与叔丁醇水溶液分离，叔丁醇水溶液则进入精馏塔完成叔丁醇的提取，叔丁醇从产物出料管采出，水由出水管采出。在催化蒸馏塔顶部增加碳四回料管，使未参与反应的剩余的碳四通过碳四回料管返回反应
器，在催化蒸馏塔的底部增加了反应液回液管，一部分叔丁醇水溶液也会通过反应液回液管返回反应器，继续在反应器内进行反应，由催化蒸馏塔引出的叔丁醇水溶液，其叔丁醇含量低并伴随着较高温度，其乳化的比较好，叔丁醇的亲油叔丁基和亲水羟基能够极大的改善原料水与碳四的互溶度，从而增强异丁烯和原料水接触性能，使碳四原料可以充分反应，充分利用，提升原料的利用率。
附图说明
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
15.图1为本实用新型结构示意图；
16.图2为模块催化剂顶部结构示意图；
17.图3为模块催化剂底部结构示意图；
18.图4为贯穿杆布置结构示意图；
19.图中：1、反应器，2、催化蒸馏塔，3、精馏塔，4、碳四进料管，5、进水管，6、产物出料管，7、出水管，8、碳四回料管，9、反应液回液管，10、安装筒，11、催化筒，12、扰流窗，13、扰流通道，14、贯穿杆，15、封闭板。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。
21.如图1～图4所示，本实施例提出了
22.一种用于异丁烯水合制备叔丁醇的反应装置，包括依次连接的反应器1、催化蒸馏塔2 和精馏塔3，反应器1具有原料进料管，精馏塔3具有产物出料管6和出水管7，反应器1、催化蒸馏塔2和精馏塔3均通过侧线连通，其中，催化蒸馏塔2上部设有设有碳四回料管8，下部设有反应液回液管9，碳四回料管8和反应液回液管9均连通反应器1。
23.碳四和水通过原料进料管进入反应器1，碳四与水在反应器1内接触反应，可以为逆流接触反应也可以顺流接触反应，反应后的物料进入催化蒸馏塔2，物料中包含叔丁醇水溶液和多余的碳四，物料进入催化蒸馏塔2后经过催化蒸馏完成碳四与叔丁醇水溶液分离，叔丁醇水溶液则进入精馏塔3完成叔丁醇的提取，叔丁醇从产物出料管6采出，水由出水管7采出。在催化蒸馏塔2顶部增加碳四回料管8，使未参与反应的剩余的碳四通过碳四回料管8 返回反应器1，在催化蒸馏塔2的底部增加了反应液回液管9，一部分叔丁醇水溶液也会通过反应液回液管9返回反应器1，继续在反应器1内进行反应，由催化蒸馏塔2引出的叔丁醇水溶液，其叔丁醇含量低并伴随着较高温度，其乳化的比较好，叔丁醇的亲油叔丁基和亲水羟基能够极大的改善原料水与碳四的互溶度，从而增强异丁烯和原料水接触性能，使碳四原料可以充分反应，充分利用，提升原料的利用率。
24.在实际使用时，反应器1反应温度为50-60℃，压力为0.8-2mpa，空度为0.2-0.6h-1。催化蒸馏塔2塔顶温度为55-65℃，压力为0.6-0.8mpa。精馏塔3为常压塔，塔顶温度为85-90℃。
25.在本实施例中，碳四与水在反应器1内的反应为逆流接触反应，反应效果好，原料进料管包括两条管路：碳四进料管4和进水管5，碳四进料管4设置在反应器1底部，进水管5 设置在反应器1顶部，碳四回料管8连接到碳四进料管4，反应液回液管9连接到进水管5。催化蒸馏塔2排出的剩余碳四通过碳四回料管8进入到碳四进料管4，再进入反应器1；叔丁醇水溶液则进入进水管5后再进入反应器1。
26.反应器1为固定床反应器1，反应器1内装填有模块催化剂，优选“香肠式”。
27.催化蒸馏塔2内装填有模块催化剂，优选“香肠式”。
28.模块催化剂包括多个催化筒11，催化筒11内填充有催化剂，相邻的两个催化筒11相切设置，催化筒11间围成多个互不相通的扰流通道13，扰流通道13的上端部设有封闭板15，催化筒11的侧壁上设有用于连通扰流通道13的扰流窗12。
29.模块催化剂由多个圆筒状的催化筒11组成，在催化筒11内填充催化剂，多个催化筒11 呈阵列布置，相邻的催化筒11的外壁相切，并且相邻的多个催化筒11间围成扰流通道13，相邻的扰流通道13不直接相通，而是通过设置在催化筒11侧壁上的扰流窗12相通，扰流窗 12设置有多个，扰流通道13的上端部设有封闭板15，将扰流通道13的上部封闭，扰流通道 13的下部则贯通，扰流通道13内未填充有催化剂。碳四从反应器1的底部进入，会从底部进入催化筒11内与扰流通道13，水从反应器1上部进入，由于扰流通道13的上部封闭，水会进入催化筒11内，而且反应物也只能催化筒11内排出，这样碳四和水会通过扰流窗12 在扰流通道13和催化筒11内运动，提升在模块催化剂内的运动时间，和碳四与水的接触，使碳四和水的反应更加充分。
30.模块催化剂还包括安装筒10，催化筒11设置在安装筒10内，安装筒10上设有穿过扰流窗12的贯穿杆14。
31.通过设置贯穿杆14使气液更容易穿过扰流窗12，提升在模块催化剂内的时间，增加气液的扰动作用，使碳四与水气液接触更加充分，反应更充分，提升反应效果。
32.模块化催化剂为规整填料型，由内衬相同材质金属丝网的金属菱形板网压制成规定形状后，装入催化剂颗粒点焊封口后构成。
33.以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。