[实用新型]一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器

说明书

本实用新型公开一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器，涉及化工领域，以解决多相催化合成三聚甲醛时浓甲醛水溶液易在反应器中聚合的问题。该多孔催化剂胶囊包括：多孔耐温壳体以及位于多孔耐温壳体的内部空间中的固体催化剂，固体催化剂的粒径大于多孔耐温壳体的孔径，多孔催化剂胶囊的体积为固体催化剂含有的单个催化剂颗粒体积的20倍～1000倍。该三聚甲醛反应器应用了该多孔催化剂胶囊。本实用新型提供的多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器用于使用甲醛水溶液合成三聚甲醛时，增加了浓甲醛在反应器中的流动性，降低了浓甲醛水溶液合成三聚甲醛的反应压降，减少副产物的生成，同时提高三聚甲醛的产率和合成过程的连续性。

技术领域

本实用新型涉及化工领域，尤其涉及一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器。

背景技术

聚甲醛又名缩醛树脂、聚氧亚甲基，是一种综合性能优良的热塑性工程塑料，为五大工程塑料之一，而三聚甲醛是生产聚甲醛的关键单体。

目前，三聚甲醛合成采用硫酸为催化剂，采用锆材避免硫酸的腐蚀，反应器投资高，同时硫酸也带来了高污染。浓甲醛合成三聚甲醛体系是非理想、多变、多副产物的复杂体系，因此需要通过催化剂和反应器的设计实现高效催化合成。

采用固体酸催化剂(分子筛、树脂等)法制备三聚甲醛，其制备方法绿色环保，反应副产物少，原料消耗低，因此，固体酸催化剂法合成三聚甲醛成为最为经济、最有工业化发展前景的方法。但是，由于浓甲醛溶液合成三聚甲醛是快速可逆反应，反应平衡常数小，甲醛转化率低，反应液中仅能得到平衡组成为3％左右的三聚甲醛。三聚甲醛合成过程中的浓甲醛易在反应器中聚合，导致反应器压降快速增加，影响合成的连续性。因此，需要开发一种采用固体催化剂，且能提高三聚甲醛产率的合成三聚甲醛的反应器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多孔催化剂胶囊和三聚甲醛反应器，可以实现利用甲醛水溶液合成三聚甲醛时，提高三聚甲醛产率，减少副产物生成、增加合成的连续性。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种多孔催化剂胶囊，包括：多孔耐温壳体以及位于所述多孔耐温壳体的内部空间中的固体催化剂，所述固体催化剂的粒径大于所述多孔耐温壳体的孔径，所述多孔催化剂胶囊的体积为所述固体催化剂含有的单个催化剂颗粒体积的20倍～1000倍。

与现有技术相比，本实用新型提供的多孔催化剂胶囊包括多孔耐温壳体，由于多孔耐温壳体的内部空间中填充有固体催化剂且固体催化剂的粒径大于多孔耐温壳体的孔径，因此，固体催化剂可以稳定的填充在多孔耐温壳体内，不容易从多孔耐温壳体含有的孔内泄露出来。同时，当固体催化剂位于多孔耐温壳体内时，由于多孔催化剂胶囊的体积为固体催化剂含有的单个催化剂颗粒体积的20倍～1000倍。此时，可以避免由于固体催化剂含有的单个催化剂颗粒小造成的反应器阻力大的问题，从而使得在使用甲醛水溶液合成三聚甲醛时，可以减少甲醛水溶液与固体催化剂的接触时间，使得甲醛水溶液在固体催化剂上附着和停留的时间大大减少，进而减少了副反应的发生。因此，本实用新型实施例的多孔催化剂胶囊避免了大量高浓度的甲醛长时间在固体催化剂上附着和停留，从而减缓了甲醛自聚形成多聚甲醛的速度，减少了浓甲醛聚合的可能，降低了浓甲醛水溶液合成三聚甲醛的反应压降，提高了三聚甲醛的产率。

由上可见，本实用新型实施例的多孔催化剂胶囊，在利用甲醛水溶液合成三聚甲醛时，能减少合成过程中副产物的产生，提高三聚甲醛的产率，增加合成的连续性。

第二方面，本实用新型还提供一种三聚甲醛反应器，包括：精馏装置、反应器和装填在所述反应器内的多孔催化剂胶囊，所述反应器的出料口与所述精馏装置的第二进料口连通，所述精馏装置的塔釜出口与所述反应器的入口连通，所述多孔催化剂胶囊为第一方面提供的多孔催化剂胶囊，所述固体催化剂为固体酸颗粒催化剂。

与现有技术相比，本实用新型提供的三聚甲醛反应器的有益效果与第一方面多孔催化剂胶囊的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明