用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器及制备工艺的制作方法

    技术2024-12-02  41


    本发明涉及固定床反应器,更具体地说,它涉及用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器及制备工艺。


    背景技术:

    1、钌基催化剂在固定床反应器中的应用是化学工业中的常见技术,用于催化各种化学反应,包括但不限于氢化、氧化、加氢、脱氢等。

    2、在钌基催化剂在固定床反应器中的使用流程主要包括催化剂制备、催化剂装填、预热、进料、反应、产物分离、催化剂再生等,在进料与催化剂装填的过程中需要保障反应物与催化剂分散的均匀性,从而避免堵塞或局部过热,在现有技术中进行加料时一般借助格栅来控制装填密度,这种格栅一般固定安装在进料口内,在进行加料时一旦颗粒较大便很容易对格栅造成堵塞,一旦发生堵塞便会导致部分区域物料密封不均匀,同时在加入液体时也不便于对液体进行过滤,鉴于此,我们提出了用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器。


    技术实现思路

    1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供了用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,在进行加料时能够利用筛网对钌基催化剂与反应物进行筛选,同时能够避免筛网发生堵塞,且筛网的整体部件可以进行更替,便于后续清理的同时,也使得在添加液体时可以放置适配的过滤网来对液体进行过滤,提升了整体装置的实用性的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器及制备工艺。

    2、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:

    3、用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,包括反应器主体,所述反应器主体的上侧表面设置有进料口,反应器主体的下表面固定连接有出料管,进料口的内壁固定连接有安装管,安装管的内壁设置有驱动组件,进料口的内壁设置有安装环,安装环的内壁固定连接有运动环,运动环的内部开设有运动槽,运动槽的底壁开设有延伸出运动环下侧表面的通槽,运动槽的内壁滑动连接有抬升板,抬升板的下侧表面固定连接有连接环,连接环的下侧表面通过通槽延伸出运动环的下侧表面,抬升板的上侧表面固定连接有弹簧,弹簧的上端与运动槽的顶壁固定连接,连接环的下侧表面固定连接有筛网。

    4、本发明进一步设置为:所述驱动组件包括支撑杆,支撑杆固定连接在安装管的内壁,支撑杆远离安装管的一端固定连接有驱动箱,驱动箱的上下两侧内壁之间固定连接有双轴电机。

    5、本发明进一步设置为:所述双轴电机的上侧输出端固定连接有驱动杆,驱动杆的上端转动贯穿出驱动箱的上侧表面,驱动杆的外表面套设有第二连接环。

    6、本发明进一步设置为:所述第二连接环的外表面固定连接有l形杆,筛网的下侧表面固定连接有两个三角块。

    7、本发明进一步设置为:所述双轴电机的下侧输出端固定连接有第二驱动杆,安装管的下端固定连接有均分箱。

    8、本发明进一步设置为:所述第二驱动杆的下端转动贯穿出驱动箱的下侧表面并延伸进均分箱的内部,第二驱动杆的外表面固定连接有扫平板。

    9、本发明进一步设置为:所述均分箱的底壁开设有通孔,驱动杆的上端设置为锥形。

    10、本发明进一步设置为:所述支撑杆的上侧表面设置为弧形,安装管的上侧表面设置为倾斜状,运动环的上侧表面同样设置为倾斜状。

    11、用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的制备工艺,具体步骤如下:

    12、s1、原料准备:首先,需要准备高纯度的氯化氢气体作为反应物。

    13、s2、利用反应器本体内壁的加热管对反应器本体进行预热,随后将反应物与催化剂注入反应器本体的内部,选择二甲基甲酰胺作为极性溶剂以提高反应物的溶解度,促进分子间的相互作用,从而提高催化剂的活性,并且还能通过氢键等作用力增强催化剂与反应物的结合,提高催化效率,其中催化剂与二甲基甲酰胺溶剂的摩尔比为1:20至1:45。

    14、s3、催化剂前体合成:钌基催化剂的前体通常通过卤化物与苯基乙二胺反应合成,以避免金属氧化,此时将反应器本体的温度控制在50±10℃,在标准大气压即可。

    15、s4、催化剂的负载:通过共沉淀的方式将催化剂负载至二氧化硅上,以提高其机械强度和稳定性,进行负载时,首先准备催化剂前体溶液(将催化剂前体溶解在水中)与载体溶液(二氧化硅溶液-将二氧化硅粉末分散在溶剂内形成均匀的悬浮液)并将载体溶液注入至反应器本体的内部,随后将催化剂前体溶液缓慢加入载体溶液中,使用搅拌杆确保均匀混合,这个过程需要控制速度,以避免沉淀过快导致不均匀分布,在混合的过程中通过添加0.1mol/l盐酸将混合溶液的ph值调至4.3,此时催化剂前体与载体溶液中的离子反应形成沉淀,沉淀完成后,在60℃的温度下进行热处理,须在惰性气体氛围下进行,从而去除残留有机物,并进一步提高催化剂的活性和选择性。

    16、s5、催化剂的活化:合成的催化剂前体或负载催化剂需要在特定条件下进行活化,以促进钌的氧化态变化,形成活性的钌氧化物,在氮气的保护下进行,热处理的温度在300℃处理时间4至6小时,随后在氢气中进行还原处理,去除氧化状态的钌,使其还原为金属状态,随后在氧气中进行氧化处理,以调整催化剂表面的氧化态。

    17、本发明的优点是在筛网向上运动时会同步利用连接环带动抬升板运动,抬升板运动后压缩弹簧,借助弹簧的使得筛网向下运动,从而形成筛网上下运动的循环,利用筛网的上下运动避免发生堵塞,并同步增加物料通过时间,通过上述结构,可以使得在进行加料时能够利用筛网对钌基催化剂与反应物进行筛选,同时能够避免筛网发生堵塞,且筛网的整体部件可以进行更替,便于后续清理的同时,也使得在添加液体时可以放置适配的过滤网来对液体进行过滤,提升了整体装置的实用性。

    18、本发明的优点是利用双轴电机同步带动驱动杆转动,驱动杆在转动时会同步利用第二连接环带动两个l形杆进行转动,l形杆转动后与三角块的斜面接触,利用三角块的斜面配合为筛网预留出的运动空间,将会使得筛网同步向上运动,同时双轴电机也会带动第二驱动杆转动,第二驱动杆转动时会同步带动扫平板进行运动,在物料通过筛网落入均分箱的内部后,通过扫平板将物料扫平从而便于物料更为均匀的落入反应器主体的内部,通过上述结构,能够通过扫平板将物料扫平,从而便于物料更为均匀的落入反应器主体的内部。

    19、本发明的优点是运动环上侧表面的倾斜状与支撑杆上的弧面,可以避免物料落在两者上表面后停留的问题。



    技术特征:

    1.用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,包括反应器主体(1),其特征在于:所述反应器主体(1)的上侧表面设置有进料口(2),反应器主体(1)的下表面固定连接有出料管(3),进料口(2)的内壁固定连接有安装管(4),安装管(4)的内壁设置有驱动组件,进料口(2)的内壁设置有安装环(5),安装环(5)的内壁固定连接有运动环(6),运动环(6)的内部开设有运动槽(7),运动槽(7)的底壁开设有延伸出运动环(6)下侧表面的通槽(8),运动槽(7)的内壁滑动连接有抬升板(9),抬升板(9)的下侧表面固定连接有连接环(10),连接环(10)的下侧表面通过通槽(8)延伸出运动环(6)的下侧表面,抬升板(9)的上侧表面固定连接有弹簧(11),弹簧(11)的上端与运动槽(7)的顶壁固定连接,连接环(10)的下侧表面固定连接有筛网(12)。

    2.根据权利要求1所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:所述驱动组件包括支撑杆(13),支撑杆(13)固定连接在安装管(4)的内壁,支撑杆(13)远离安装管(4)的一端固定连接有驱动箱(14),驱动箱(14)的上下两侧内壁之间固定连接有双轴电机(15)。

    3.根据权利要求2所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:所述双轴电机(15)的上侧输出端固定连接有驱动杆(16),驱动杆(16)的上端转动贯穿出驱动箱(14)的上侧表面,驱动杆(16)的外表面套设有第二连接环(17)。

    4.根据权利要求3所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:所述第二连接环(17)的外表面固定连接有l形杆(18),筛网(12)的下侧表面固定连接有两个三角块(19)。

    5.根据权利要求3所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:所述双轴电机(15)的下侧输出端固定连接有第二驱动杆(20),安装管(4)的下端固定连接有均分箱(22)。

    6.根据权利要求5所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:所述第二驱动杆(20)的下端转动贯穿出驱动箱(14)的下侧表面并延伸进均分箱(22)的内部,第二驱动杆(20)的外表面固定连接有扫平板(21)。

    7.根据权利要求6所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:所述均分箱(22)的底壁开设有通孔(23),驱动杆(16)的上端设置为锥形。

    8.根据权利要求2所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:所述支撑杆(13)的上侧表面设置为弧形,安装管(4)的上侧表面设置为倾斜状,运动环(6)的上侧表面同样设置为倾斜状。

    9.用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的制备工艺,根据权利要求1-8中任一项所述的用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器,其特征在于:具体步骤如下:


    技术总结
    本发明适用于固定床反应器,提供了用于氯化氢氧化制氯气的钌基催化剂的固定床反应器及制备工艺,包括反应器主体,所述反应器主体的上侧表面设置有进料口,反应器主体的下表面固定连接有出料管,进料口的内壁固定连接有安装管,安装管的内壁设置有驱动组件,进料口的内壁设置有安装环,安装环的内壁固定连接有运动环,运动环的内部开设有运动槽,运动槽的底壁开设有延伸出运动环下侧表面的通槽,该装置解决了进行筛网堵塞的问题,达到了在进行加料时能够利用筛网对钌基催化剂与反应物进行筛选,能够避免筛网发生堵塞,且筛网的整体部件可以进行更替,便于后续清理的同时,也使得在添加液体时可以放置适配的过滤网来对液体进行过滤。

    技术研发人员:孙强,李勇,张雪华
    受保护的技术使用者:南通沃兰化工有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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