[實用新型]一種基于金屬燒結膜的催化反應器

有效

• 申請號: 201922122386.4
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN212215463U
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 王淑芳;王延吉;任小亮
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00;B01J19/24
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本實用新型為一種基于金屬燒結膜的催化反應器，包括反應器本體，在反應器本體內按照上下分層布置有一層或多層金屬燒結膜，相鄰兩層燒結膜之間的反應器本體內部空間設置換熱器，反應器本體底部設置液相進料管，反應器本體頂部設置出料口，在相鄰兩層燒結膜之間的反應器本體側壁上均設置有氣相進料口；所述金屬燒結膜的表面及金屬燒結膜的孔道內部均鍵合有反應所需的活性組分。該催化反應器結構簡單、易于制造、能夠用于氣液固三相反應。

技術領域

本實用新型涉及催化反應器技術領域，具體涉及一種利用金屬燒結膜做為催化床層進行氣液固三相反應的催化反應器。

背景技術

氣液固三相催化反應是化工生產中常見反應過程，通常是指反應物為氣液兩相，催化劑為固相的反應過程。用于氣液固三相反應的反應器主要包括固體固定型的固定床型反應器(如滴流床反應器、鼓泡塔反應器)和固體懸浮型的攪拌式漿態床反應器。漿態床反應器通過降低催化劑粒度和劇烈攪拌的方式強化氣液固三相間的傳質和傳熱過程，在工業上應用廣泛，但存在催化劑分離困難，損耗大，分離設備投資大，操作復雜的問題。固定床型三相反應器，催化劑以床層形式固定在反應器內，反應過程不存在催化劑的分離問題，但氣液傳質阻力大，且氣液在床層內部分布不均勻，容易產生溝流和壁流，導致反應器操作性能不佳，反應效率低。因此固定床型三相反應器中通常都需要有氣體和液體的分布裝置以解決氣液的均勻分布的問題。如專利US4708852介紹了一種滴流床反應器，該反應器包括進口預分布器，氣液分布器，瓷球床層，催化劑床層；其氣液分布器采用開孔波紋板結構，氣體與液體在波紋板下方接觸，提高了氣液分布的均勻性。CN105582857也公開了一種氣液固三相反應器，通過安裝在反應器中的預分配器、氣液分配盤，以及反應器內壁上的環形折流板和多層氣液分配盤等改善反應器內部的氣液分布狀況。上述文獻所述的滴流床反應器雖然在一定程度上的改善了氣液的分布問題，但是反應器結構相對復雜，反應受氣液傳質阻力的影響依然較大，反應效率難于進一步提高。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種結構簡單、易于制造、能夠用于氣液固三相反應的基于金屬燒結膜的催化反應器。

本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是：

一種基于金屬燒結膜的高效催化反應器，包括反應器本體，其特征在于，在反應器本體內按照上下分層布置有一層或多層板狀金屬燒結膜，相鄰兩層燒結膜之間的反應器本體內部空間設置換熱器，反應器本體底部設置液相進料管，反應器本體頂部設置出料口，在相鄰兩層燒結膜之間的反應器本體側壁上均設置有氣相進料口；所述金屬燒結膜的表面及金屬燒結板的孔道內部均鍵合有反應所需的活性組分。

在金屬燒結膜的表面及金屬燒結膜的孔道內部鍵合上反應所需的活性組分需要通過預處理活化的方式進行。

所述金屬燒結膜板厚度為1～1000mm，燒結膜板間距為2～50mm，孔徑為5～200微米，優選為20～100微米，孔隙率10～50％。

在金屬燒結膜的表面及金屬燒結膜的孔道內部鍵合上反應所需的活性組分需要通過預處理活化的方式進行，預處理活化過程要求活性組分能夠進入到金屬燒結膜的孔道內，并能與金屬燒結膜表面基團反應，發生鍵合作用。這種預處理活化過程可以直接采用現有技術實現。也可以采用下述的活化過程：

所述預處理活化過程為：

第一步，用氮氣置換反應器及管路系統，通過在換熱管中通入的加壓水蒸氣將反應器升溫至80～200℃；

第二步，將配置于儲罐內的活性組分處理液打入到第一步的反應器中，處理液的液空速為1～10h^-1，反應器連續處理1～2h后，得到活化后負載活性組分的反應器。

在具體實施時，所述基于金屬燒結膜的高效催化反應器活化后可用于氣液固三相反應，如用于加氫反應的方法為：