一种氰酸酯合成催化反应装置及方法与流程

专利2025-11-27  1


本发明涉及催化装置,具体为一种氰酸酯合成催化反应装置及方法。


背景技术:

1、在化学合成领域,特别是在氰酸酯的合成过程中,催化剂的精确添加对于控制反应速率、提高产物纯度和减少副产物的生成至关重要。传统的催化剂添加方式往往依赖于人工操作或简单的机械装置,这导致催化剂的加入量难以精确控制,特别是在反应物量变化较大的情况下,催化剂的加入速度往往难以与反应需求相匹配。

2、在现有的技术中,虽然已经有了一些自动化的催化剂添加装置,但这些装置在应对不同重量的反应物时,往往缺乏灵活的调节机制。当反应釜中的溶剂固定而反应物量增多时,如果催化剂的加入速度保持不变,可能会导致反应过于剧烈,产生大量的热量和副反应,这不仅会降低产物的质量和纯度,还可能对反应设备造成损害。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种氰酸酯合成催化反应装置及方法,解决了氰酸酯合成时催化剂滴加速度不易根据反应物总量控制的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种氰酸酯合成催化反应装置,包括反应釜,还包括称重环,所述反应釜的侧壁上设置有凸环,所述称重环承接所述凸环;

3、位于所述反应釜的侧部放置有支架,所述支架上连接有计量筒和第一电机,所述计量筒上连接有抽取管和排放管,所述抽取管和所述排放管上均设有单向阀,所述排放管连通于所述反应釜,所述抽取管连通于催化剂供应处,所述计量筒内滑动连接有活塞板,所述活塞板的下表面连接有螺纹杆,所述第一电机的输出端连接有螺纹筒,所述螺纹杆螺纹连接于所述螺纹筒;

4、所述称重环上设置有重力传感器,所述第一电机启动时驱动所述螺纹筒旋转以使得所述活塞板升降,且,所述重力传感器检测数值增加时,所述螺纹筒旋转角度增加,以使得所述活塞板升降行程增加。

5、优选的,所述支架上设置有用于控制所述第一电机转速的第一滑动开关,所述第一滑动开关上设置有第一滑动触头,所述活塞板的下表面连接有限位压杆,所述支架上开设有与所述限位压杆配合的孔,所述活塞板下移时,所述限位压杆下移并推动所述第一滑动触头下滑于所述第一滑动开关,从而所述第一电机的转速降低。

6、优选的,所述支架上连接有气缸,所述气缸的输出端连接有限位框,所述限位框套接于所述第一滑动触头;

7、所述反应釜内设置有温度传感器和压力传感器,所述温度传感器和/或所述压力传感器检测数值增加时,所述气缸缩短以使得所述第一滑动触头下滑于所述第一滑动开关,以及,所述温度传感器和/或所述压力传感器检测数值恢复时,所述气缸伸长以使得所述第一滑动触头上滑于所述第一滑动开关。

8、优选的,所述气缸的缸体上连通有控制管和排气管,所述控制管连接于气压传动系统的控制元件,所述排气管连通于所述控制管,所述排气管上设置有电磁阀,所述第一电机启动使得所述活塞板下移时,所述电磁阀开启。

9、优选的,所述称重环的下部连接有支脚,所述支脚上连接有液压杆,所述液压杆输出端的输出杆端部连接有铰接球,所述反应釜的底部正中开设有与所述铰接球配合的铰接槽,所述输出杆缩短时,所述反应釜与所述输出杆的轴线夹角趋于一百八十度。

10、优选的,所述称重环的侧壁上螺纹连接有螺母,所述螺母与所述凸环相抵。

11、优选的,所述反应釜的上部设置有釜盖,所述釜盖上连接有第二电机,所述第二电机的输出端连接有搅拌杆,所述搅拌杆转动于所述反应釜。

12、优选的,所述支架上连接有用于控制所述第二电机转速的第二滑动开关,所述限位框下移后挤压所述第二滑动开关的第二滑动触头下滑,从而所述第二电机的转速增加;

13、所述第二滑动开关的下部设置有凸块,所述第二滑动触头上连接有导杆,所述导杆插接于所述凸块,所述第二滑动触头与所述凸块之间设置有第一弹簧。

14、优选的,所述釜盖上连接有泄压管,所述泄压管内滑动连接有堵板,所述堵板的端部贯穿所述泄压管的侧壁并铰接有摆杆,所述反应釜的顶部连接有基座,所述第二电机连接于所述基座,所述基座上连接有电动伸缩杆,所述电动伸缩杆的输出端连接有滚珠,所述第二电机的转速增加时,所述电动伸缩杆伸长以推动所述摆杆抵接于所述搅拌杆;

15、所述反应釜的顶部固定连接有立板,所述立板的侧壁通过第二弹簧连接有限位板,所述摆杆的端部抵接于所述限位板。

16、一种基于氰酸酯合成催化反应装置的催化反应方法,包括以下步骤:

17、s1、开启釜盖,将反应物加入反应釜内,在反应物加入完后控制液压杆伸缩,校正反应釜的位置;

18、s2、称重环对校正后的反应釜总重量称量,根据称量重量控制第一电机的旋转圈数,使得活塞板相对计量筒下滑相应的距离,使得计量筒抽取匹配反应釜内反应物重量的催化剂;

19、s3、活塞板下滑时通过限位压杆控制第一电机和第二电机调整至合适的转速;

20、s4、将反应釜内的反应物搅拌均匀后控制第一电机启动并驱动活塞板上移,使得催化剂被逐渐的加入到反应釜内;

21、s5、在反应釜内的温度或者压力增加时,气缸伸长使得催化剂加入速度降低、搅拌杆的搅拌速度增加,使得反应尽快进行,在温度或压力恢复时催化剂加入速度恢复、搅拌杆转速恢复;

22、s6、在搅拌杆转速增加时,电动伸缩杆伸长,使得摆杆贴紧搅拌杆,从而搅拌杆转动时通过摩擦力带动堵板滑动,使得反应釜的压力泄出。

23、与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

24、1、本发明反应釜的溶剂固定,当反应物量较多时,会导致催化剂的加入速度快使得反应过于剧烈而可能产生副产物,从而在反应物的重量高时,活塞板的下移距离增加,此时限位压杆按压第一滑动触头的下滑距离越大,而第一滑动触头的下滑距离增大后,则第一滑动开关的开度降低,使得第一电机的转速减慢,从而保证第一电机驱动活塞板上移时的速度降低,也就使得催化剂的加入速度降低,进而能够避免反应过于剧烈的情况发生。



技术特征:

1.一种氰酸酯合成催化反应装置,包括反应釜(1),其特征在于:还包括称重环(12),所述反应釜(1)的侧壁上设置有凸环(11),所述称重环(12)承接所述凸环(11);

2.根据权利要求1所述的氰酸酯合成催化反应装置,其特征在于:所述支架(2)上连接有气缸(29),所述气缸(29)的输出端连接有限位框(293),所述限位框(293)套接于所述第一滑动触头(271);

3.根据权利要求2所述的氰酸酯合成催化反应装置,其特征在于:所述气缸(29)的缸体上连通有控制管(291)和排气管(292),所述控制管(291)连接于气压传动系统的控制元件,所述排气管(292)连通于所述控制管(291),所述排气管(292)上设置有电磁阀,所述第一电机(25)启动使得所述活塞板(22)下移时,所述电磁阀开启。

4.根据权利要求3所述的氰酸酯合成催化反应装置,其特征在于:所述称重环(12)的下部连接有支脚(13),所述支脚(13)上连接有液压杆(15),所述液压杆(15)输出端的输出杆(16)端部连接有铰接球(17),所述反应釜(1)的底部正中开设有与所述铰接球(17)配合的铰接槽,所述输出杆(16)缩短时,所述反应釜(1)与所述输出杆(16)的轴线夹角趋于一百八十度。

5.根据权利要求4所述的氰酸酯合成催化反应装置,其特征在于:所述称重环(12)的侧壁上螺纹连接有螺母(14),所述螺母(14)与所述凸环(11)相抵。

6.根据权利要求5所述的氰酸酯合成催化反应装置,其特征在于:所述反应釜(1)的上部设置有釜盖(32),所述釜盖(32)上连接有第二电机(3),所述第二电机(3)的输出端连接有搅拌杆(31),所述搅拌杆(31)转动于所述反应釜(1)。

7.根据权利要求6所述的氰酸酯合成催化反应装置,其特征在于:所述支架(2)上连接有用于控制所述第二电机(3)转速的第二滑动开关(28),所述限位框(293)下移后挤压所述第二滑动开关(28)的第二滑动触头(281)下滑,从而所述第二电机(3)的转速增加;

8.根据权利要求7所述的氰酸酯合成催化反应装置,其特征在于:所述釜盖(32)上连接有泄压管(33),所述泄压管(33)内滑动连接有堵板(34),所述堵板(34)的端部贯穿所述泄压管(33)的侧壁并铰接有摆杆(35),所述反应釜(1)的顶部连接有基座(36),所述第二电机(3)连接于所述基座(36),所述基座(36)上连接有电动伸缩杆(37),所述电动伸缩杆(37)的输出端连接有滚珠(371),所述第二电机(3)的转速增加时,所述电动伸缩杆(37)伸长以推动所述摆杆(35)抵接于所述搅拌杆(31);

9.一种基于权利要求8所述的氰酸酯合成催化反应装置的催化反应方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种氰酸酯合成催化反应装置及方法,属于催化装置领域;该装置包括反应釜,还包括称重环,反应釜的侧壁上设置有凸环,称重环承接凸环;位于反应釜的侧部放置有支架,支架上连接有计量筒和第一电机,计量筒上连接有抽取管和排放管,排放管连通于反应釜,抽取管连通于催化剂供应处,第一滑动开关上设置有第一滑动触头,活塞板的下表面连接有限位压杆,支架上开设有与限位压杆配合的孔,活塞板下移时,限位压杆下移并推动第一滑动触头下滑于第一滑动开关,从而第一电机的转速降低;该装置在反应物的重量高时,第一电机的转速减慢,使得催化剂的加入速度降低,进而能够避免反应过于剧烈的情况发生。

技术研发人员:轩立新,周凯运,门薇薇,王志强
受保护的技术使用者:中国航空工业集团公司济南特种结构研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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