[发明专利]一种连续催化成环反应器

权利要求书

1.一种连续催化成环反应器，包括通过管路连接的加热装置、反应装置、分离装置、冷凝装置和产品接收装置，其特征在于反应装置主要为塔式反应器，反应器内部设置有多个不同孔径结构的催化床层，催化床层的孔道表面负载含有催化活性基团的固体催化剂，反应原料蒸汽与催化剂表面接触发生反应，经过反应装置的顶部管道进入分离装置，在分离装置中进行分离，未反应的原料循环流入反应装置中继续汽化参与反应，产品蒸汽冷凝进入产品接收装置中。能够实现高能火箭燃料连续催化分子内成环反应，实现分子内成环反应高收率连续化进行。

2.根据权利要求1所述的连续催化成环反应器，其特征在于反应装置中包括带有多层不同孔径的催化床，催化床上负载有活性催化物质，所用的催化剂的活性基团为磺酸基、羧基、酚基；有效催化基团的含量为10％-50％，催化剂有效催化活性成分的质量含量约为原料量的1％-30％。

3.根据权利要求4所述的连续催化成环反应器，其特征在于所述的催化床层基材采用高分子树脂，通过聚合手段，制备的一种孔道结构的催化剂膜，反应器中催化床层的孔道直径为1微米-5毫米，分离膜的孔径直径为100纳米-300纳米，催化床层的总厚度占到反应器总有效高度的30％-85％，同时催化床层中不同孔径直径的层厚度各占到总催化床层厚度的1/3，不同床层的孔道直径的分别为1毫米-5毫米，100微米-1毫米，10微米-1微米。

4.根据权利要求1所述的连续催化成环反应器，其特征在于所述的分离装置中部和下部为填充有填料，填料为陶瓷填料、金属填料、塑料填料。分离装置顶部安装有厚度为2-3毫米的高分子基材的多孔催化分离膜，孔径为100纳米-300纳米，实现产品与原料的分离。

5.根据权利要求1所述的连续催化成环反应器，其特征在于所述的催化分离膜为聚偏二氟乙烯-聚乙烯醇复合高分子膜，制备过程中聚偏二氟乙烯与聚乙烯醇按照质量比为1∶1-4的比例，溶剂选用甲醇、乙醇、乙醚、N，N-二甲基甲酰胺，溶剂稀释倍数为5-10倍，烘干温度为80-120℃，烘干时间为16-24h。

6.根据权利要求1所述的连续催化成环反应器，其特征在于反应装置材质为镍基不锈钢材质的反应釜，主体结构为304不锈钢、316不锈钢或哈氏合金材质，镍元素含量为1‰-10％；反应釜容积优选10～2000L。