[發(fā)明專利]一種具有較低壓降的催化精餾填料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310694565.X
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103721666A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉春江;項文雨;丁暉殿;劉晨;袁希鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學
• 主分類號: B01J19/32
• 分類號: B01J19/32;B01D3/14;B01J8/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種具有較低壓降的催化精餾填料，屬于化工行業(yè)催化精餾技術(shù)范疇，特別涉及催化精餾塔塔內(nèi)的過程優(yōu)化與強化。

背景技術(shù)

催化精餾過程既有反應(yīng)，又有分離，所以塔內(nèi)填料必須同時具備催化功能和氣液傳質(zhì)功能，原料在塔內(nèi)經(jīng)催化反應(yīng)后的生成物被分離，推動反應(yīng)繼續(xù)進行。填料作為催化精餾塔內(nèi)的重要塔內(nèi)件，其結(jié)構(gòu)直接影響了分離過程的效率。催化精餾填料在保證塔內(nèi)氣液相充分混合接觸的同時，還需要使反應(yīng)物與催化劑的接觸時間區(qū)間范圍大且可控。工業(yè)上普遍使用小顆粒的樹脂催化劑，以增大反應(yīng)表面積，而催化劑粒度較小時，直接放置在塔內(nèi)會增大塔內(nèi)壓降甚至堵塞填料層。由于技術(shù)限制，樹脂催化劑也不易制成其他形狀，大多屬于球形或橢球形。因此，怎樣促進塔內(nèi)氣液傳質(zhì)、使反應(yīng)物與催化劑接觸時間可控、減小塔內(nèi)壓降等問題成為研究高效催化精餾填料的重要因素。

為了強化催化精餾過程，中外學者研發(fā)了許多催化精餾裝置。US4242530中，Chemical?Research&Licensing?Company開發(fā)的催化精餾結(jié)構(gòu)，將催化劑放置在纖維袋中，將纖維袋縫合并卷曲，將其裝填于催化精餾塔中，但其傳質(zhì)性能欠佳。中國專利101219400，天津大學開發(fā)一種催化劑網(wǎng)盒，在絲網(wǎng)和平板制成的帶有防溢流擋板的封閉式網(wǎng)盒內(nèi)裝填催化劑，催化劑分布不均，傳質(zhì)性能欠佳。國專利88109705.5，齊魯石油化工公司研究院開發(fā)的催化精餾裝置，將催化劑以散裝形式直接填于反應(yīng)段的催化劑床層中，催化劑磨損較為嚴重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高效的催化精餾填料，強化催化精餾過程，使催化精餾塔的分離效率高，塔內(nèi)壓降低。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種具有較低壓降的催化精餾填料，在每層填料層內(nèi)交替排列垂直放置兩種不同結(jié)構(gòu)的組件A和組件B；組件A是填料片外包裹絲網(wǎng)、內(nèi)填充催化劑，并將絲網(wǎng)縫合起來；組件B是規(guī)整填料片，可為開窗導流填料片、金屬絲網(wǎng)填料、絲網(wǎng)波紋填料、刺孔波紋填料、孔板波紋填料片、壓延孔板波紋填料片或蜂窩填料片的規(guī)整填料片。

組件A的高度與組件B的高度比值范圍為1:5至1:1，組件B與填料盤等高。

組件A的高度可依據(jù)具體催化劑裝填量的不同進行調(diào)節(jié)；當填料盤的強度不足以滿足工業(yè)生產(chǎn)要求時，在組件A上方放置一定高度的組件C。組件C為填料片，用以增強填料盤的強度。組件A與組件C的總高度與組件B等高。

當塔內(nèi)反應(yīng)段放置多層填料盤時，上下填料盤旋轉(zhuǎn)15°至90°安裝。

在兩盤催化精餾填料盤之間放置0～2m高度的普通規(guī)整填料進行氣液兩相的再分布；填料裝填時上下層填料盤是相同的或可以不同的。

本發(fā)明專利的優(yōu)點有：

1.組件A中的規(guī)整填料片能加強氣液傳質(zhì)過程，增強氣液的擾動，可減少催化劑用量。反應(yīng)物與催化劑的接觸時間可通過調(diào)整催化劑的量來控制。

2.組件A依據(jù)實際反應(yīng)需求，在設(shè)計時可以調(diào)整高度，從而調(diào)整催化劑裝填量，優(yōu)化氣液流動及傳質(zhì)過程。

3.兩種組件合理放置，使反應(yīng)物與生成物不斷被分離至塔頂和塔底，推動反應(yīng)的進行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明填料的俯視圖；

圖2是本發(fā)明填料的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明填料增設(shè)組件C的示意圖；

圖4是本發(fā)明填料內(nèi)液體流向示意圖；

圖5是本發(fā)明填料內(nèi)氣體流向示意圖；

其中,1-絲網(wǎng)，2-催化劑顆粒，3-規(guī)整填料片，4-用于增加填料盤強度的規(guī)整填料片。

具體實施方式

結(jié)合圖1-圖5對本發(fā)明說明：

圖1是本發(fā)明填料的俯視圖。圖2是本發(fā)明填料的側(cè)視圖。當工業(yè)要求的催化劑裝填量較小，即組件A的高度較低時，要在組件A上增設(shè)適當高度組件C，圖3即是增設(shè)組件C（加強填料片）情況下的填料片示意圖。如圖4所示，液相自上一層填料片向下流，液相在組件B及組件A內(nèi)部反復流動，部分液相透過潤濕性能較好的絲網(wǎng)進入組件A的規(guī)整填料，同時組件A中部分液相也透過絲網(wǎng)進入組件B的填料片中。液相在兩種組件中交替流動，促進了反應(yīng)的進行和物系的分離。同理圖5亦然，氣相在組件B中交替上升，與液相傳質(zhì)，最終塔頂收獲輕相，塔底收獲重相。

本發(fā)明的具有較低壓降的催化精餾填料，采用催化劑與規(guī)整填料相結(jié)合的組裝方式，規(guī)整填料外包絲網(wǎng)，內(nèi)充催化劑，絲網(wǎng)既能防止催化劑外露，也能起到良好的液體潤濕作用；填料片增強了氣液的傳質(zhì)過程。