[發明專利]催化劑模塊化填裝改造之催化蒸餾塔

在審

• 申請號: 202010831120.1
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111841057A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 呂曉東;王義成;冷東斌;宗士權;段宏毅;彭慧敏;管秀明;劉曉林
• 申請（專利權）人: 丹東明珠特種樹脂有限公司
• 主分類號: B01D3/02
• 分類號: B01D3/02;B01J8/02
• 代理公司: 丹東匯申專利事務所 21227
• 代理人: 徐楓燕

本專利申請提供了一種催化劑模塊化填裝改造之催化蒸餾塔，塔內支撐格柵板之上疊層填裝若干層催化模組，所述的催化模組為若干催化模塊相拼覆蓋塔內截面而成，所述的催化模塊，由模塊內芯和包裹模塊內芯的絲網構成，所述的模塊內芯為交錯排列的填料片和填料片間的催化劑填裝層構成，填料片波紋脊線上間隔開設有換向導流窗口。本技術方案簡化了催化劑填裝構造和操作，還具有反應連續、氣液傳質、傳熱性能和效率高、氣液通量大的技術優點。

技術領域

本專利申請涉及化工反應塔設備，尤其涉及催化反應和蒸餾作業耦合一體、同步工藝進行的化工設備-催化蒸餾塔的催化劑填裝構造。

背景技術

催化蒸餾使用的催化劑大部分為固體形態，塔內催化劑安置涉及氣液相流動、液相反應和氣液傳質性能，對催化蒸餾操作效果有極大的影響。目前的催化蒸餾塔的催化劑填裝結構主要有兩種，一種是散裝式催化劑填裝，再一是捆包式催化劑填裝。

散裝式催化蒸餾塔是將催化劑散裝在小型固定床內，催化劑本身不作任何包裝，塔內反應段中有多個固定床疊加，每個固定床上為催化劑都留有氣相通道，供塔底部氣相物料向上流動。相鄰固定床之間至少設有一個理論塔板數的塔盤或相應高度的填料，在塔盤上傳質、傳熱后的液相物料全部通過溢流管流到下面的固定床，反應物在催化劑的作用下發生反應，反應后的物料再從固定床底部流到下面相鄰的分離塔盤上，在塔盤上與來自下面的氣相物料傳質、傳熱，生成的重組分向塔釜方向流動，未反應的輕組分隨氣相通道向塔頂方向流動，在上一層塔盤上再一次傳質、傳熱。催化劑散裝結構的催化蒸餾塔塔內，反應物在催化劑框內反應、在塔盤上分離，反應和分離交替且間斷進行的，而不是不間斷的將產物從反應物中移，來促進反應平衡向產物移動的理想狀態，因而難以達到高反應物轉化率技術目的；另外，散裝方式無法避免催化劑泄漏，催化劑泄漏到塔底會促使產物分解，導致產品純度降低，還會引發副反應發生。

美國CDTECH提供了一種捆包結構，其捆包由雙層玻璃絲布縫成直徑20 mm、高450mm的扁袋，內裝樹脂催化劑，然后在袋子上鋪一層不銹鋼絲網，再將這些袋子連同不銹鋼絲網一起卷起來，卷成長450mm、直徑為200mm的圓柱形，外面用不銹鋼絲繩子扎牢。該捆包結構，相鄰的催化劑袋層之間由不銹鋼絲網隔開，不銹鋼絲網的作用一是支撐催化劑袋直立，二是在反應操作中氣相與液相能通過不銹鋼絲網空隙中流通并進行傳質、傳熱，液相物料在流動中透過玻璃絲布進入催化劑床層中進行反應，反應生成物再透過玻璃絲布在不銹鋼絲網形成的通道進行熱、質傳遞。但，因捆包與捆包之間相隔明顯縫隙，造成塔內物料分布不均，從而影響反應轉化率，導致反應轉化率不理想。另外，無論是散裝催化劑結構、還是捆包催化劑結構，裝填操作繁瑣、裝備方式復雜，導致制造成本畸高。

發明內容

本專利申請發明的目的在于改進催化蒸餾塔塔內催化劑填裝結構，具有液相分布均勻、高傳質效率、氣液通量大、壓降低、反應段床層溫度易控、可有效避免飛溫、使催化劑催化性能得以充分發揮、操作彈性大，提供一種催化劑模塊化填裝改造之催化蒸餾塔。

本專利申請提供的催化劑模塊化填裝改造之催化蒸餾塔技術方案，其主要技術內容是：一種催化劑模塊化填裝改造之催化蒸餾塔，塔內支撐格柵板之上疊層填裝若干層催化模組，所述的催化模組為若干催化模塊相拼覆蓋塔內截面而成，所述的催化模塊，由模塊內芯和包裹模塊內芯的絲網構成，所述的模塊內芯為交錯排列的填料片和填料片間的催化劑填裝層構成，其中的填料片為不銹鋼波紋片，填料片波紋脊線上間隔開設有換向導流窗口，所述的換向導流窗口為波紋脊線上橫向切口一側脊線內折形成。

上述整體技術方案之一優選技術手段，所述的催化模塊，其相拼合的拼合線相錯。

上述整體技術方案之一優選技術手段，所述的催化模塊，其絲網縫口朝上設置。

上述整體技術方案之一優選技術手段，鄰層間的催化模組之間等偏轉角交錯填裝。

上述整體技術方案之一優選技術手段，所述的偏轉角為90°。