[發明專利]一種應用于醚化反應的催化精餾模塊

有效

• 申請號: 201710879345.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107519657B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 呂曉東;王義成;冷東斌;張偉;鄭英杰;何罡;吳萬春
• 申請（專利權）人: 丹東明珠特種樹脂有限公司
• 主分類號: B01D3/00
• 分類號: B01D3/00;B01D3/32;B01J8/02
• 代理公司: 遼寧匯申專利代理事務所(特殊普通合伙) 21227
• 代理人: 徐楓燕

本專利申請提供了一種應用于醚化反應的催化精餾模塊，它具有不銹鋼波紋板單元箱體，不銹鋼催化劑容器和不銹鋼規整填料相互交錯排列填裝于單元箱體內，不銹鋼催化劑容器和不銹鋼規整填料之外與單元箱體內壁之間填裝不銹鋼散堆填料，所述的不銹鋼規整填料為鮑爾環，所述的不銹鋼催化劑容器是與不銹鋼規整填料同尺寸的圓筒，圓筒筒體均勻開設有若干透孔，圓筒內及其筒端口襯有不銹鋼絲網，不銹鋼絲網空間內填裝催化劑顆粒。本技術方案具有流通量大、壓降小，具有足夠的氣液接觸面積、傳質特性優良，催化反應轉化效率高、產品純度高、塔內安裝簡便、易于規模工業化應用的技術優點。

技術領域

本專利申請涉及的是催化精餾塔，尤其涉及的是填充于催化精餾塔內的催化精餾模塊。

背景技術

催化精餾技術是近年來發展起來的一種化學催化反應技術于工程的應用，其原理是將催化劑裝填組件填充在一分離塔中，是一催化反應和分離功能兼備的新型的復合型反應塔裝置。塔內的分離作業強化了化學反應，使可逆平衡反應變成類似于單一反應。因此催化精餾技術具有反應物料轉化率高、產物選擇性好、產品純度高、能耗低、操作簡單、投資少等優點。催化精餾技術在甲基叔丁基醚的工業應用中獲得成功，還在其它化工制備領域逐漸得到推廣、應用。

催化精餾技術的關鍵是催化精餾塔中催化精餾構件的構成。現有技術中出現了許多對催化精餾構件的研究成果。美國專利US4443559公開的方案是：將催化劑顆粒裝入用玻璃纖維縫制的小口袋里，用有一定開口空間的不銹鋼絲網覆蓋支撐，再卷成具有一層不銹鋼絲網和一層裝有催化劑的小口袋的捆束型圓柱體，構成催化精餾構件。這種構件的優點是：催化劑分布均勻，氣液固接觸好，在合成MTBE的催化精餾的工業生產中得到應用。但是，該技術方案的適用條件受限于空隙率較一般低的小型填料塔，且整個催化精餾塔設計結構比較復雜、技術工藝要求高、且填料裝卸很麻煩，安裝后圓柱體之間存在較大的空隙，明顯影響了氣液分布，因而降低了催化精餾的技術效果。

中國專利CN1042664A提出將催化精餾塔反應段分成若干個催化劑床層，每個床層直接裝填催化劑，兩床層之間空間設置分離塔盤，也留作氣相通道，使上行的氣體穿過床層和分離塔盤。這種催化精餾構件雖具有催化劑裝卸方便、反應物料與催化劑能直接接觸、可減少擴散對反應速率的影響的技術優點，但該結構更適合裝填大顆粒催化劑，且由于其結構使氣液兩相分別穿過反應段中各自通道，氣液兩相間不易發生傳質，故不適用于氣、液均是反應物料的氣-液-固三相反應體系中。

發明內容

本專利申請的發明目的在于提供一種新型應用于醚化反應的催化精餾模塊，本模塊既能使催化劑在整個反應段中均勻分布，還能使反應床層具有充足的空隙率，滿足氣液兩相接觸面積所需，有利于氣相中反應介質向液相中轉移，同時還具有很強的分離能力，促使反應平衡向生成產物方向移動，還具有裝卸靈活、方便、催化劑磨損小、作用穩定的技術優點。

本專利申請提供的應用于醚化反應的催化精餾模塊技術方案，其主要技術內容是：一種應用于醚化反應的催化精餾模塊，具有不銹鋼波紋板單元箱體，不銹鋼催化劑容器和不銹鋼規整填料相互交錯排列填裝于單元箱體內，不銹鋼催化劑容器和不銹鋼規整填料之外與單元箱體內壁之間填裝不銹鋼散堆填料，所述的不銹鋼規整填料為鮑爾環，所述的不銹鋼催化劑容器是與不銹鋼規整填料同尺寸的圓筒，圓筒筒體均勻開設有若干透孔，圓筒內及其筒端口襯有不銹鋼絲網，不銹鋼絲網空間內填裝催化劑顆粒。

在上述的整體技術方案中，按面積占比，所述的不銹鋼波紋板單元箱體的開孔率為30-40%。

在上述的技術方案中，每一催化精餾模塊中催化劑顆粒的裝填量占模塊總體積的5%-50%；在達到同樣的技術效果的條件下，其最優選填量值是10%-20%，不僅具有優良的技術效果，而且具有節省催化劑用量的技術優點。

在上述的技術方案中，不銹鋼散堆填料為不銹鋼環。