專利名稱：新型催化蒸餾設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型催化蒸餾設(shè)備，屬于化工設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
催化蒸餾裝置是一種基于放熱反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物沸點(diǎn)不同，將催化反應(yīng)與分離兩個(gè)過程耦合集中在同一設(shè)備中進(jìn)行的裝置。在反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，充分利用反應(yīng)放熱使反應(yīng)物與生成物分離，以破壞反應(yīng)的平衡，使反應(yīng)完全，進(jìn)而達(dá)到更高的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率。因此， 簡(jiǎn)化了過程流程，投資省、能耗低?，F(xiàn)有專利中，CN1042664提供了一種催化蒸餾設(shè)備，反應(yīng)床層中催化劑以散裝形式裝填，與捆包形式裝填的催化劑反應(yīng)床層相比，具有裝卸方便、費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。但催化劑床層下部的絲網(wǎng)邊緣與反應(yīng)床層壁及支撐板之間很容易形成縫隙，粒度較小的催化劑泄露到催化蒸餾塔塔釜，既造成催化劑損失，同時(shí)酸性催化劑又對(duì)設(shè)備造成腐蝕，還會(huì)使塔釜產(chǎn)品分解，造成產(chǎn)品純度下降。專利CN1386560提供了一種反應(yīng)蒸餾設(shè)備，其反應(yīng)段除了包括降液管、溢流堰和受液盤外，在分離塔盤上還設(shè)有汽升管，汽升管底部與受液盤之間是封閉的，所述的汽升管與汽升管之間、汽升管與降液管、溢流堰或塔體之間圍成的自由空間是催化劑裝填區(qū)。該專利提供的催化蒸餾設(shè)備其反應(yīng)床層雖以散裝形式裝填催化劑，但由于汽升管的數(shù)量依據(jù)塔的汽液相負(fù)荷而定，因此，每一層反應(yīng)段可能有多個(gè)催化劑區(qū)水平放置，導(dǎo)致設(shè)備制造復(fù)雜，催化劑裝卸不便等缺點(diǎn)，在實(shí)施上存在一定難度。專利CN1117959(輕烴與脂肪醇的醚化反應(yīng)方法和設(shè)備)，提供了一種催化蒸餾設(shè)備，催化蒸餾塔由兩個(gè)連通的塔組成，其中每個(gè)塔中部均有一包括催化劑反應(yīng)床層的反應(yīng)段，該專利提供的催化蒸餾裝置流程較長(zhǎng)，設(shè)備制造復(fù)雜。專利CN1281744(分餾反應(yīng)塔板型催化蒸餾裝置)，公開了一種催化蒸餾裝置，其特點(diǎn)是反應(yīng)段由一個(gè)或若干個(gè)分餾反應(yīng)塔板構(gòu)成，每個(gè)分餾反應(yīng)塔板分為兩個(gè)區(qū)域，上為分餾區(qū)，下為反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)區(qū)頂端有液相反應(yīng)物料進(jìn)口，中間為倒漏斗狀液相反應(yīng)物料導(dǎo)管，下部是擴(kuò)大的催化劑床層，該專利提供的催化蒸餾設(shè)備創(chuàng)新點(diǎn)在于反應(yīng)床層上部的液體分布器型式，催化劑床層底部?jī)H設(shè)有催化劑支撐板，易造成催化劑泄露。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型催化蒸餾設(shè)備，易于催化劑裝卸，有效防止每一個(gè)催化劑床層的催化劑泄露，提高產(chǎn)品純度。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種新型催化蒸餾設(shè)備， 上部為精餾段，中部為反應(yīng)段，下部為提餾段，其特征在于包括以下部分反應(yīng)段由8個(gè)或8個(gè)以上重疊的催化劑床層組成；每個(gè)催化劑床層上部都設(shè)置有分餾塔盤，分餾塔盤中部設(shè)置有降液管，降液管下端安裝有液封槽，液封槽下和催化劑床層之間設(shè)置有液體分布器，催化劑床層兩邊設(shè)置有氣升管；催化劑床層上液體分布器下依次為催化劑層、惰性填料層、絲網(wǎng)、不銹鋼多孔篩板和催化劑支撐架，豎直方向上在催化劑床層的四周設(shè)置有催化劑床層壁。所述的催化劑床層下部的絲網(wǎng)、不銹鋼多孔篩板和催化劑支撐架與催化劑床層壁之間存在縫隙，縫隙內(nèi)設(shè)置有石棉繩，縫隙上端安裝有不銹鋼壓板。所述的催化劑床層上部的催化劑層上端開設(shè)有通孔，下端設(shè)置有催化劑卸出口。每個(gè)催化劑床層之間可以設(shè)一個(gè)或幾個(gè)連通管，將催化劑從上面的床層裝入口裝入，使用后從最下面的一個(gè)卸出口卸出。所述的通孔為一個(gè)或多個(gè)，通孔可以為人孔或手孔。所述的絲網(wǎng)的目數(shù)為20-200目。其中優(yōu)選40-120目，絲網(wǎng)的數(shù)目可以為多層，最好不少于3層。所述的惰性填料層直徑小于5mm，厚度為60-150mm，填料為石英砂或瓷球。液體分布器可以采用帶有篩孔的篩板，也可以采用既帶有篩孔又帶有一定高度篩管的篩板，或者工業(yè)上可以使用的任意一種形式的液體分布器。本實(shí)用新型的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于簡(jiǎn)化了裝置流程、設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單易于加工制造，惰性填料及催化劑支撐部件的特殊安裝方式減少了催化劑泄露損失，減少了設(shè)備腐蝕，同時(shí)提高了產(chǎn)品純度。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為催化劑床層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1為精餾段；2為反應(yīng)段；3為提餾段；4為分餾塔盤；5為降液管；6為液封槽；7為液體分布器；8為催化劑床層；9為氣升管；10為通孔；11為催化劑卸出口 ；12為催化劑支撐架；13為不銹鋼多孔篩板；14為絲網(wǎng)；15為惰性填料層；16為不銹鋼壓板；17為石棉繩；18為催化劑層；19為催化劑床層壁。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述如圖1-2所示，本實(shí)用新型上部為精餾段1，中部為反應(yīng)段2，下部為提餾段3，反應(yīng)段2由8個(gè)或8個(gè)以上重疊的催化劑床層8組成；每個(gè)催化劑床層8上部都設(shè)置有分餾塔盤4，分餾塔盤4中部設(shè)置有降液管5，降液管5下端安裝有液封槽6，液封槽6下和催化劑床層8之間設(shè)置有液體分布器7，催化劑床層兩邊設(shè)置有氣升管9 ；催化劑床層8上部依次為催化劑層18、惰性填料層15、絲網(wǎng)14、不銹鋼多孔篩板13和催化劑支撐架12，豎直方向上在催化劑床層8的四周設(shè)置有催化劑床層壁19。絲網(wǎng)14、不銹鋼多孔篩板13和催化劑支撐架12與催化劑床層壁19之間存在縫隙，縫隙內(nèi)設(shè)置有石棉繩17，縫隙上端安裝有不銹鋼壓板16。催化劑床層8上部的催化劑層18上端開設(shè)有通孔10，下端設(shè)置有催化劑卸出口 11。通孔10為一個(gè)或多個(gè)，通孔10可以為人孔或手孔。[0028]絲網(wǎng)4的目數(shù)為20-200目。惰性填料層15直徑小于5mm，厚度為60_150讓，填料為石英砂或瓷球。精餾段1和提餾段3的塔盤數(shù)目、床層數(shù)目以及每個(gè)催化劑床層催化劑的裝填量， 是根據(jù)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品純度及產(chǎn)量的要求而定的。液相物料由塔頂向下流動(dòng)至精餾段1 最后一個(gè)塔盤，經(jīng)降液管5和液封槽6，溢流至催化劑床層8上方的液體分布器7，液相物料經(jīng)液體分布器7均勻分布后流入催化劑床層8，在此物料進(jìn)行反應(yīng)并放出反應(yīng)熱。反應(yīng)在泡點(diǎn)溫度下進(jìn)行，反應(yīng)熱使部分物料汽化，汽化的物料吸熱使反應(yīng)溫度保持恒定，汽化物料與液相一起向下或向上鼓泡而流出催化劑床層8，向下流動(dòng)的物料經(jīng)過鋪有惰性填料層15， 后到絲網(wǎng)14和不銹鋼多孔篩板13及催化劑支撐板12后流入下一個(gè)分餾塔盤4上，在此與下一個(gè)床層汽升管9上來的汽相進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，分餾塔盤4上汽液交換后的汽相經(jīng)上一個(gè)床層的汽升管9進(jìn)入上一個(gè)分餾塔盤4，分餾塔盤4上汽液交換后的液相繼續(xù)向下流動(dòng)，并流入下一個(gè)床層繼續(xù)反應(yīng)，如此交替連續(xù)進(jìn)行反應(yīng)與分餾過程，直至達(dá)到要求的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為止。反應(yīng)物料進(jìn)入催化蒸餾塔后，在反應(yīng)段經(jīng)數(shù)次反應(yīng)與蒸餾過程后，其低沸點(diǎn)產(chǎn)物進(jìn)入精餾段1，精餾分離后低沸點(diǎn)產(chǎn)品由塔頂餾出，一部分作為塔頂回流，一部分出催化蒸餾裝置；高沸點(diǎn)產(chǎn)物進(jìn)入提餾段3，部分輕質(zhì)物料被提餾，高沸點(diǎn)產(chǎn)品由塔底出催化蒸餾裝置。某混合碳四餾分中異丁烯與甲醇反應(yīng)合成MTBE，其反應(yīng)條件及產(chǎn)品純度數(shù)據(jù)見表 1 (與專利CN1042664中數(shù)據(jù)對(duì)比)。表1、為反應(yīng)條件及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種新型催化蒸餾設(shè)備，上部為精餾段(1)，中部為反應(yīng)段(2)，下部為提餾段(3)， 其特征在于包括以下部分反應(yīng)段(2)由8個(gè)或8個(gè)以上重疊的催化劑床層(8)組成；每個(gè)催化劑床層(8)上部都設(shè)置有分餾塔盤(4)，分餾塔盤(4)中部設(shè)置有降液管 (5)，降液管(5)下端安裝有液封槽(6)，液封槽(6)下和催化劑床層(8)之間設(shè)置有液體分布器(7)，催化劑床層兩邊設(shè)置有氣升管(9)；催化劑床層(8)上液體分布器(7)下依次為催化劑層(18)、惰性填料層(15)、絲網(wǎng) (14)、不銹鋼多孔篩板(13)和催化劑支撐架(12)，豎直方向上在催化劑床層(8)的四周設(shè)置有催化劑床層壁(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型催化蒸餾設(shè)備，其特征在于所述的催化劑床層(8)下部的絲網(wǎng)(14)、不銹鋼多孔篩板(13)和催化劑支撐架(12)與催化劑床層壁(19)之間存在縫隙，縫隙內(nèi)設(shè)置有石棉繩(17)，縫隙上端安裝有不銹鋼壓板(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型催化蒸餾設(shè)備，其特征在于所述的催化劑床層(8)上部的催化劑層(18)上端開設(shè)有通孔(10)，下端設(shè)置有催化劑卸出口(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型催化蒸餾設(shè)備，其特征在于所述的通孔(10)為一個(gè)或多個(gè)，通孔(10)可以為人孔或手孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型催化蒸餾設(shè)備，其特征在于所述的絲網(wǎng)(4)的目數(shù)為 20-200 目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型催化蒸餾設(shè)備，其特征在于所述的惰性填料層(15)直徑小于5mm，厚度為60-150mm，填料為石英砂或瓷球。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型催化蒸餾設(shè)備，上部為精餾段，中部為反應(yīng)段，下部為提餾段，其特征在于包括以下部分反應(yīng)段由8個(gè)或8個(gè)以上重疊的催化劑床層組成；每個(gè)催化劑床層上部都設(shè)置有分餾塔盤，分餾塔盤中部設(shè)置有降液管，降液管下端安裝有液封槽，液封槽下和催化劑床層之間設(shè)置有液體分布器，催化劑床層兩邊設(shè)置有氣升管；催化劑床層上部依次為催化劑層、惰性填料層、絲網(wǎng)、不銹鋼多孔篩板和催化劑支撐架，豎直方向上設(shè)置有催化劑床層壁。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于簡(jiǎn)化了裝置流程、設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單易于加工制造，惰性填料及催化劑支撐部件的特殊安裝方式減少了催化劑泄露損失，減少了設(shè)備腐蝕，同時(shí)提高了產(chǎn)品純度。
文檔編號(hào)B01J8/02GK202061400SQ20112009176
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者付靜, 何宗華, 劉淑芝, 呂愛梅, 徐興忠, 李剛, 王建華, 菅秀君 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司