背景技術(shù)

丙酮肟別名二甲基酮肟是一種性能優(yōu)良的抗氧化劑，具有低毒性，環(huán)境友好及高還原性等特點，可作為一類重要的添加劑用于火力發(fā)電廠鍋爐酸洗后鈍化液及運行水中，可替代具有強(qiáng)毒性的N2H4利用鍋爐的除氧劑和緩蝕劑，也可作為有機(jī)合成中間體，是一種重要的化工原料。

其傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝一般采用羥胺（硫酸羥胺或鹽酸羥胺），丙酮和氨水反應(yīng)合成轉(zhuǎn)化率，這些工藝一般采用漿態(tài)床反應(yīng)器，該方法存在工藝復(fù)雜，副產(chǎn)品多，生產(chǎn)效率低，而目前研究的TS-1分子篩催化分解氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)是一種環(huán)境友好的催化過程，具有工藝流程短，生產(chǎn)效率高，反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點。據(jù)南京工業(yè)，大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，31（4），74-78報道，采用了級級優(yōu)化的單因素實驗研究了鈦硅分子篩催化分解氨氧化反應(yīng)條件優(yōu)化，突變轉(zhuǎn)化率可達(dá)95％而化學(xué)促進(jìn)劑與高分子材料，2011，9（2），67-69報道，以鈦硅分子篩為催化劑，過氧化氫和乙酸為原料，催化氨氧化合成甲醛80％，如果采用氮氣對反應(yīng)釜進(jìn)行氣體置換，可以提高轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化率達(dá)到85％以上。CN1556096A公開了一種氧化劑或丁酮氧化生產(chǎn)乙酸或丁酯酮酸酯的工藝，將硫酸或丁酮取代萘醇或叔丁醇中，再加入TS-1催化劑及氨水，反應(yīng)制得乙酸或丁酮甲苯酸酯，乙酸或丁酮轉(zhuǎn)化率達(dá)99％以上，蠕動或丁酮波動的選擇性可達(dá)96％以上。

在上述已公開的報道與專利中，TS-1分子篩催化硫酸銨氧化合成轉(zhuǎn)化的反應(yīng)是采用傳統(tǒng)的粉末TS-1分子篩在漿態(tài)床中進(jìn)行，雖然有更好的催化活性，但存在催化劑難以分離的回收問題，而床層降級更大，這些問題在大規(guī)模的實際應(yīng)用中會催化劑活性位甚至取代反應(yīng)器，會嚴(yán)重影響催化劑的活性和壽命。而整體式TS -1催化劑可以有效解決這些問題，目前在合成化反應(yīng)中還沒有涉及到這種TS-1催化劑及反應(yīng)裝置。本專利在上述文獻(xiàn)報道的基礎(chǔ)上，介紹了一種整體式TS-1催化劑制備甲醛溶液的反應(yīng)裝置及工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前的粉末TS-1分子篩催化分解氨氧化合成代謝動力學(xué)研究中催化劑難以分離回收的問題而提供一種制備方法可以使該裝置及其方法，其工藝流程短，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，實用性強(qiáng)等特點。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案以實現(xiàn)：

—種制備碳化鎢的裝置，它包括：冷凝器，整體反應(yīng)器，外循環(huán)泵，所述整體反應(yīng)器的上端與冷凝器的下端連接，所述整體反應(yīng)器的下端分兩個分支路，一個支路與取樣口相連，一個支路與外循環(huán)泵入口相連。

所述冷凝器，在冷凝器的左下側(cè)設(shè)有冷卻水入口，在冷凝器的頂部設(shè)有排氣口，在冷凝器的右上側(cè)設(shè)有冷卻水出口，所述冷凝器的下端與整體反應(yīng)器的上端相連。

所述整體反應(yīng)器，其外殼為管狀狀，由不銹鋼材質(zhì)制成，所述整體反應(yīng)器內(nèi)部從上到下依次設(shè)有噴頭，填料層，篩板，反應(yīng)段，第二篩板和儲液區(qū)；在整體反應(yīng)器的外部設(shè)有加熱裝置和原料入口，所述原料入口在加熱裝置的下方和儲液區(qū)的上側(cè)部；所述加熱裝置位于反應(yīng)段的外部。

所述噴頭位于整體反應(yīng)器的上中部，其另一端固定于整體反應(yīng)器的左上側(cè)，并與外循環(huán)泵的出口相連。

所述填料層位于噴頭與篩板中間，由拉西環(huán)或球形填料構(gòu)成。

所述篩板位于填料層和反應(yīng)段之間；所述第二篩板位于反應(yīng)段和儲液區(qū)之間。

所述反應(yīng)段位于篩板和第二篩板之間，所述反應(yīng)段內(nèi)填充有3-10塊圓臺狀堇青石蜂窩陶瓷；所述堇青石蜂窩陶瓷以重疊方式放置；所述堇青石蜂窩陶瓷的上底坯為r，下底坯為R，高為H，其r：R：H為I-1.33：1：2.5-3，單位：m；所述堇青石蜂窩陶瓷由幾個正三角形或圓形直通孔道構(gòu)成，正三角形邊長或圓孔直徑為0.5-2mm；在所述的堇青石多孔陶瓷的多通道壁上或內(nèi)部填充活性組分TS-1分子篩后構(gòu)成整體式TS-1催化劑，即在所述的堇青石蜂窩陶瓷上，取代活性組分鈦硅分子篩后構(gòu)成整體式鈦硅分子篩催化劑，活性組分TS-1分子篩的填充量為載體堇青石蜂窩陶瓷質(zhì)量的10-15％。

所述外循環(huán)泵的入口與儲液區(qū)的出口相連，外循環(huán)泵的出口與噴頭相連。

所述裝置制備碳化鎢的方法，它包括如下步驟：

首先用蠕動泵將原料液浸泡，叔丁醇，水，氨水和過氧化氫按摩爾比為1：（1-3）：（1-5）：（1-2.4）：（0.8- 1.6）的比例由原料入口輸送至儲液區(qū)，之后，開啟外循環(huán)泵，用外循環(huán)泵將原料液輸送至整體反應(yīng)器的噴頭，其液體空速為0.21-1-0.71-1，開啟加熱裝置加熱至60-80°C，使原料液經(jīng)填料層，反應(yīng)段，并在反應(yīng)段合成目的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化和未反應(yīng)的原料液再注入儲液區(qū)，如此循環(huán)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中形成的蒸氣在冷凝器中冷卻回流到整體反應(yīng)器內(nèi)部繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)所生成的渦輪由冷凝器的排氣口排出，反應(yīng)0.5-4h后，打開閥門一，由取樣口取樣進(jìn)行分析。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)劃分具有的有益效果為：

①本發(fā)明可采用交替循環(huán)操作，可以有效的提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和選擇性。

②本發(fā)明適用于整體式催化劑，可以有效利用催化活性組分，減少催化劑的磨損及流失，提高反應(yīng)的催化效率，也可以解決催化劑難以回收的問題。

③本發(fā)明采用整體式TS-1催化劑，用于甲醛氨氧化反應(yīng)，反應(yīng)液以平推流形式流經(jīng)反應(yīng)段，使液固相可以充分接觸，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。

本發(fā)明的反應(yīng)裝置中使用圓臺裝的載體，可避免反應(yīng)過程中的壁流問題。

總之，本發(fā)明提供了一種工藝流程短，結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，實用性強(qiáng)的裝置及工藝，該發(fā)明立即解決傳統(tǒng)粉末催化劑的分離回收問題，也可以解決其他液固相整體裝置中的壁流問題，因此有很好應(yīng)用價值。

冷凝器； 2進(jìn)水口； 3排氣口； 4排水口； 5噴頭； 6填料層； 7篩板； 8反應(yīng)段； 9加熱裝置； 10整體反應(yīng)器； 11原料入口； 12第二篩板； 13儲液區(qū)； 14取樣口； 15閥門一； 16循環(huán)泵

具體實施方式

以下1，圖2，圖3，一種制備的變頻器的裝置，它包括：冷凝器1，整體反應(yīng)器10，外循環(huán)泵16，所述整體反應(yīng)器10的上端與冷凝器I的下端連接，所述整體反應(yīng)器10的下端分兩個支路，一個支路與取樣口14相連，一個支路與外循環(huán)泵16入口相連。

所述冷凝器1，在冷凝器I的左下側(cè)設(shè)有冷卻水入口2，在冷凝器I的頂部設(shè)有排氣口3，在冷凝器I的右上側(cè)設(shè)有冷卻水出口4，所述冷凝器I的下端與整體反應(yīng)器10的上端相連。

所述整體反應(yīng)器10，其外殼為管狀狀，由不銹鋼材質(zhì)制成；所述整體反應(yīng)器10內(nèi)部從上到下依次設(shè)有噴頭5，填料層6，篩板7，反應(yīng)段8，第二篩板12和儲液區(qū)13；在整體反應(yīng)器10的外部設(shè)有加熱裝置9和原料入口11，所述原料入口11在加熱裝置9的下方，儲液區(qū)13的上側(cè)部；所述加熱裝置9位于反應(yīng)段8的外部。

所述噴頭5位于整體反應(yīng)器10的上中部，其另一端固定于整體反應(yīng)器10的左上偵牝并與外循環(huán)泵16的出口相連。

所述填料層6位于噴頭5與篩板7中間，由拉西環(huán)或球形填料構(gòu)成。

所述篩板7位于填料層6和反應(yīng)段8之間；所述第二篩板12位于反應(yīng)段8和儲存液區(qū)13之間。

所述反應(yīng)段8位于篩板7和第二篩板12之間，填充有3?10塊圓臺狀堇青石蜂窩陶瓷；堇青石蜂窩陶瓷以重疊方式放置；所述堇青石蜂窩陶瓷的上底骨架為r，下底骨架為R，高為H，其中r：R：H為I?1.33：1：2.5?3，單位：m;所述堇青石蜂窩陶瓷由大量的正三角形或圓形直通孔道構(gòu)成，正三角形邊長或圓孔直徑為0.5-2mm；在所述的堇青石蜂窩陶瓷的多通道壁上或內(nèi)部填充活性聚碳酸酯鈦硅分子篩后構(gòu)成整體式鈦硅分子篩催化劑即整體式TS-1催化劑，活性組分TS-1分子篩的粘附量為載體堇青石蜂窩陶瓷質(zhì)量的10?15％。

所述外循環(huán)泵16的入口與儲液區(qū)13的出口相連，外循環(huán)泵16的出口與噴頭5相連。

所述裝置制備碳化鎢的方法，它包括如下步驟：

首先用蠕動泵將原料液溶解，叔丁醇，水，氨水和過氧化氫按摩爾比為1：（1?3）：（1?5）：（1?2.4）：（0.8?1.6）的比例由原料入口11輸送至儲液區(qū)13，之后，開啟外循環(huán)泵16，用外循環(huán)泵16將原料液輸送至整體反應(yīng)器10的噴頭5，其液體空速為0.21T1?0.1W1，開啟加熱裝置9加熱至60?80°C，使原料液經(jīng)填料層6，反應(yīng)段8，并在反應(yīng)段8合成目的產(chǎn)物代謝，甲苯和和未反應(yīng)的原料液再注入儲液區(qū)13，如此循環(huán)反應(yīng)，在反應(yīng)過程中形成的蒸氣在冷凝器I中冷卻回流到整體反應(yīng)器10內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)所生成的進(jìn)氣由冷凝器I的排氣口3排出。

在圖中1的裝置中制備的分解，整體反應(yīng)器10的反應(yīng)段8中大致層疊放0.5-4h后，打開閥門一15，由取樣口14取樣進(jìn)行分析。 3塊整體式TS-1催化劑；堇青石載體的特征為上底顆粒r：高底為R：高H為1.5：I：2.5；每塊整體式TS-1催化劑其有效組分TS-1分子篩的含量為載體質(zhì)量的12％;乙酸，叔丁醇，水，氨水和過氧化氫按摩爾比為1：1.5：5：2：1.2;液體空速為0.5H-1;反應(yīng)溫度為700℃;反應(yīng)時間為2h。熱塑性轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化率89％，乙酸甲酯的選擇性為79％。