[實用新型]開窗導流式催化劑填料

有效

• 申請號: 201320177319.2
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN203184019U
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 毛進池;劉春江
• 申請（專利權）人: 凱瑞化工股份有限公司
• 主分類號: B01J19/32
• 分類號: B01J19/32
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 劉俊玲;張亞軍

技術領域

本實用新型屬于催化精餾領域，涉及到一種基于開窗導流式填料的新型催化劑填料結構。

背景技術

催化精餾是將反應和精餾集于同一設備中進行的化工操作過程，與傳統工藝相比，具有顯著的優點，所以對這一領域的研究一直頗受重視。進入80年代以后，催化精餾由均相反應轉向非均相反應，并被廣泛用于醚化、烷基化、酯化、脫水和水合等工藝過程，固體催化劑既加速蒸餾塔內化學反應，同時又作為氣液兩相傳質表面，催化劑表面越大，反應速度越快。若顆粒太小，就阻礙蒸汽上升，影響精餾操作。另外，受催化劑強度的限制，催化劑尚難以制成隨意的形狀和尺寸，所以在催化精餾塔內反應段催化劑床層是必須以特殊方式裝填，催化劑裝填方式直接決定塔內床層的催化劑效率和氣液傳質效率，因此催化劑的裝填方式逐漸成為催化精餾技術研究的核心課題之一。

專利文獻CN?101380562?B中提出的開窗導流式填料對催化精餾中催化劑的裝填提供了新的方式，本實用新型是建立在專利文獻CN?101380562?B公開的填料基礎上開發的一種新型高效填料結構。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種應用在催化精餾中的新型催化劑填料結構，使得催化精餾過程中的催化反應效率提高，氣液傳質效率增加，并降低催化精餾過程進行當中的塔壓降。

本實用新型實現上述目的的技術方案如下：

提供一種開窗導流式催化劑填料結構，它包含平行疊放的多片開窗導流式波紋板1，相鄰的波紋板之間形成板間隙；在間隔的板間隙中裝填有催化劑顆粒，形成間隔的催化劑層5和間隔的空隙層6，即形成催化劑層兩旁為空隙層，空隙層兩旁為催化劑層的交替結構；所述的催化劑填料結構邊緣密封。

本實用新型優選的開窗導流式催化填料中，任一開窗導流式波紋板的波峰位置對應其相鄰波紋板的波谷位置。

如圖2所示，本實用新型優選的開窗導流式波紋板1，是在波紋板填料片的波峰3和波谷4處開設導流窗口2，導流窗口2的方向與波峰3和波谷4的方向相對；相鄰波峰與波谷的導流窗口在豎直方向上交錯分布，相鄰波峰的導流窗口依相同的斜率位于同一直線上，相鄰的波谷的窗口依相同的斜率位于同一直線上；導流窗口水平方向寬度為1mm～50mm，豎直方向的窗口高度為4mm～40mm；相鄰波峰和波谷導流窗體之間間距為5mm～50mm；導流窗口2是在垂直于波峰與波谷位置切口，導流窗口2的開孔均向上，呈倒金字塔形狀。

制備所述的開窗導流式波紋板的材料可以為不銹鋼、碳鋼、陶瓷或塑料中的一種。

本實用新型優選的開窗導流式催化填料，可以是由所述的10～100片開窗導流式波紋板組成的圓柱體；波紋板間距可由催化劑裝填量的大小進行調整；催化填料中相鄰填料波紋板之間波峰的方向于填料塔的軸線對稱；填料波紋板的波紋方向于填料塔軸線呈15°～75°夾角。

本實用新型的催化填料基于CN?101380562所述的開窗導流式波紋板，通過利用其開窗導流結構，巧妙地填充催化劑顆粒而形成間隔的催化劑層和空隙層，由此使整體催化劑填料具有了新的實質性特點，具體的有益效果表現在以下幾方面：

1.當流體流經催化劑層發生催化反應時，液膜流經開窗位置時，原來在催化層波谷上的液體經窗口進入空隙層波峰的位置，與空隙層的氣相進行氣液傳質，同時，空隙層的氣相流經開窗位置時，會經波峰窗口進入催化層與催化劑進行催化反應，通過導流窗口，相當于氣液在豎直方向和水平方向都有氣液交換，提高了反應效率和氣液傳質效率；其次，當液體流過導流窗口時，原來在層流底層的液體變為液膜表面的液體，促進了液膜的更新和湍動，提高了氣液傳質效率；總之，本實用新型催化精餾填料在進行催化精餾時，液相在有催化劑的填料片內通過窗口內外交替流動，液相不僅在軸向上能傳質，在徑向上也能進行混合，這一點是現有技術中的各種催化劑填料無法做到的；氣相在無催化劑的填料片中與液膜進行傳質，使催化反應產物迅速與反應物分離。

2.利用催化層與空隙層的交替結構，提高了反應的精餾效率，并降低了催化精餾塔的壓降。通過空隙層的設置，大大降低了操作壓降，氣體可通過壓降低的空隙層，降低了操作費用。同時，填料制作簡單，裝卸方便。

3.由于填充的催化劑顆粒間隙小，液體在表面張力的作用下，強化了液相傳質，其催化、分離效果在催化精餾過程中會有顯著提高。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的開窗導流式催化劑填料的結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例1的催化劑填料中開窗導流式波紋板的結構示意圖。

其中附圖標記定義為：1-波紋板；2-導流窗口；3-波峰；4-波谷；5-催化劑層；6-空隙層。