一種用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于反應精餾技術領域，具體涉及一種適用于反應精餾塔的高效規(guī)整催化填料。
【背景技術】
[0002]反應精餾是一個反應與分離同時進行的過程，所以反應精餾塔內的填料需要同時具備兩個功能:催化功能和氣液傳質功能，以便在反應的過程中分離出生成物，推動反應繼續(xù)進行，提高轉化率。其中，塔內填料結構對反應精餾過程的效率有很大的影響，工業(yè)上使用的填料主要分為散堆填料和規(guī)整填料，散堆填料直接放置在塔內，其壓降較大，填料層易堵塞；而規(guī)整填料則要求能平衡催化功能和氣液傳質功能。目前，國內外學者研發(fā)了很多類型的催化精餾填料，其中多以規(guī)整填料為主。
[0003]專利US5275790提出將催化劑與多孔惰性材質的小球均勻混合后放入不同結構的金屬箱中，試圖以金屬框架結構在塔內形成一定氣液流動的空間，以期達到很好的催化精餾效果。但這種填料存在以下缺點:(1)催化劑顆粒和多孔惰性小球粒徑一般較小，在塔內容易造成填料層堵塞；(2)金屬箱結構在塔內放置時，不夠緊密，容易引起塔內液體的溝流和短路等現象。專利US4242530中提出了一種新的催化精餾結構，將催化劑放置在纖維袋中并將袋口縫合，然后卷曲成圓筒狀，填裝在催化精餾塔內。該專利的催化精餾填料解決了催化劑顆粒的固定問題，進而避免了填料塔的堵塞。但由于卷曲的催化劑包結構過于緊密，且在塔內存在較大的縫隙，會造成塔內壓降增大以及液相短路等問題。專利CN101219400A提出了一種催化劑網盒，其由絲網和平橋制成并帶有防溢流擋板，催化劑顆粒放置在網盒中，再上下層交錯排列于塔內，相鄰的催化劑網盒不在同一軸線上重合。這種結構盡管消除了液體溝流和短路的問題，但存在催化劑床層阻力大、催化精餾塔處理量小的缺點。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于反應精餾塔的高效規(guī)整催化填料，其可延長反應物與催化劑的接觸時間，提高塔內氣液接觸效率，以強化反應精餾過程。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
一種用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料是由組件A和組件B構成，將組件A和組件B交替排列好后，由箍緊片箍緊形成所述規(guī)整催化填料；
每個規(guī)整催化填料中，組件A和組件B均豎直放置，其中，組件A是具有網狀結構或孔道結構的波紋填料片，組件B是裝有顆粒狀固體催化劑的布包，為保證組件B呈扁平狀，須將布包并排縫合。
[0006]所述波紋填料片為金屬、非金屬或有機合成材料，包括波紋絲網、多孔波紋填料、板波紋填料、壓延孔板波紋填料等；其波紋的傾斜方向與水平方向呈45°或60°夾角，且相鄰排列的兩片波紋填料片傾斜方向相反。
[0007]組件B中顆粒狀固體催化劑的填裝高度為布包高度的70%?90%，布包應垂直縫合，使得填裝催化劑后呈扁平狀，便于與波紋填料片交替組裝；
所述顆粒狀固體催化劑包括樹脂、分子篩、玻璃微球；
所述布包是采用絹絲、尼龍、滌綸、丙綸等布料等距離縫制成并排的小袋，其高度與波紋填料片的高度一致。
[0008]每個規(guī)整催化填料內組件A和組件B的總數為20-60片。
[0009]所述箍緊片為不銹鋼、碳鋼、陶瓷或塑料材質的薄片。
[0010]精餾塔內放置多層填料時，上下兩層規(guī)整催化填料之間錯開90°放置，以增強液體在塔內的分布。
[0011]本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
(I)每個規(guī)整催化填料內既有填料又有催化劑，且用箍緊片箍緊形成，既有規(guī)整填料的優(yōu)點又具有催化作用，適宜在反應精餾塔中使用。
[0012](2)相鄰兩層波紋填料片反向放置能增大汽液通量，降低塔內壓降，避免液體出現溝流、短路或死區(qū)等不均勻流動現象，強化液體在塔內分布，以強化氣液傳質過程，同時又能避免填料層堵塞等問題。
[0013](3)本發(fā)明將催化劑放置在布包內，由于布包的厚度較小，可以減少催化劑的用量，并提高催化劑的利用率。
[0014](4)本發(fā)明將組件A與組件B交替放置，將反應與分離有機結合，使反應與分離過程在塔內同時進行，反應物與生成物不斷被分離，進而推動反應進行，提高反應轉化率，降低設備投入費用。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明實施例3規(guī)整催化填料的俯視圖；
圖2是本發(fā)明實施例3規(guī)整催化填料的剖視圖；
圖3是實施例3塔內上下填料層放置的截面示意圖；
其中1-組件A，2-組件B，3-箍緊片。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明所述的內容更加便于理解，下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明所述的技術方案做進一步的說明，但是本發(fā)明不僅限于此。
[0017]實施例1
采用不銹鋼材質的孔板波紋填料為規(guī)整催化填料的組件A，其孔道目數為80目，波紋傾斜方向與水平方向呈45°夾角；采用滌綸縫制催化劑布包作為規(guī)整催化填料的組件B，并將布包等間距縫合成并排寬度為120mm的布袋，再在布袋內填充玻璃微球作為催化劑，其填裝高度為布包高度的70%。催化劑布包和不銹鋼波紋絲網的高度均為200mm，總體長度則根據在規(guī)整催化填料的不同位置而調整。每層規(guī)整催化填料內不銹鋼波紋絲網和催化劑布包各10片，共20片，將不銹鋼波紋絲網和催化劑布包交替放置形成圓柱形的結構，再用塑料薄片將其箍緊，形成用于催化精餾塔的規(guī)整催化填料。將該規(guī)整催化填料安裝于反應精餾塔的反應段，塔徑DN600，相鄰排列的兩片波紋傾斜方向相反，且上下兩層規(guī)整催化填料之間錯開90°放置。
[0018]實施例2
采用不銹鋼材質的波紋絲網作為規(guī)整催化填料的組件A，其網孔目數為30目，波紋傾斜方向與水平方向呈45°夾角；采用丙綸制作成催化劑布包作為規(guī)整催化填料的組件B，并將布包等間距縫合成并排寬度為10mm的布袋，再在布袋內填充樹脂作為催化劑，其填裝高度為布包高度的80%。不銹鋼波紋絲網和催化劑布包的高度均為500mm，總體長度則根據在規(guī)整催化填料的不同位置而調整。每層規(guī)整催化填料內不銹鋼波紋絲網和催化劑布包各15片，共30片，將不銹鋼波紋絲網和催化劑布包交替放置形成圓柱形的結構，再用不銹鋼薄片將其箍緊，形成用于催化精餾塔的規(guī)整催化填料。將該規(guī)整催化填料安裝于反應精餾塔的反應段，塔徑DN600，相鄰排列的兩片波紋傾斜方向相反，且上下兩層規(guī)整催化填料之間錯開90°放置。
[0019]實施例3
采用不銹鋼材質的波紋絲網填料作為規(guī)整催化填料的組件A，其網孔目數為50目，波紋傾斜方向與水平方向呈60°夾角；采用尼龍布縫制催化劑布包作為規(guī)整催化填料的組件B，并將布包等間距縫合成并排寬度為80mm的布袋，再在布袋內填充分子篩作為催化劑，其填裝高度為布包高度的90%。催化劑布包和不銹鋼波紋絲網的高度均為300mm，總體長度則根據在規(guī)整催化填料的不同位置而調整。每層規(guī)整催化填料內不銹鋼波紋絲網和催化劑布包各10片，共20片，將不銹鋼波紋絲網和催化劑布包交替放置形成圓柱形的結構，再用不銹鋼薄片將其箍緊，形成用于催化精餾塔的規(guī)整催化填料。將該規(guī)整催化填料安裝于反應精餾塔的反應段，塔徑DN600，相鄰排列的兩片波紋傾斜方向相反，且上下兩層規(guī)整催化填料之間錯開90°放置。
[0020]一種用于催化精餾塔的高效規(guī)整催化填料，是將具有網狀結構或孔道結構的波紋填料片和均勻縫合的裝有顆粒狀固體催化劑的布包交替排列好后，由箍緊片箍緊制成的，具有壓降低，處理量大，汽液分布均勻，分離效率高的優(yōu)點。
[0021]圖1是實施例3規(guī)整催化填料的俯視圖，圖2是實施例3規(guī)整催化填料的剖視圖；圖3是實施例3塔內上下填料層的截面示意圖；其中I為組件A，2為組件B，3為箍緊片。結合圖1?圖3對本發(fā)明進行具體說明:
如圖1所示，組件A和組件B交替排列，形成圓形的整體結構后由箍緊片固定，形成本發(fā)明規(guī)整催化填料。如圖2所示，各層波紋填料片和催化劑布包均豎直放置，且波紋填料片的波紋結構與水平面成一定夾角，相鄰兩片波紋填料片的波紋傾斜方向相反。反應精餾過程進行時，氣液兩相在組件A與組件B之間反復流動，部分液體透過布包擴散至催化劑布包內部，進而發(fā)生反應，反應后反應物再擴散至催化劑布包外進行精餾分離。反應產物的及時分離使反應朝著正反應方向移動，有利于提高反應的轉化率。如圖3所示，上下兩層填料之間填料片的方向成90°，即塔內相鄰兩層規(guī)整催化填料之間采用錯開90°的方式放置。這一措施有助于延長反應物在填料層內與催化劑接觸的時間，可以增大催化劑的利用率；同時，該放置方法提供了更大的氣液接觸表面，使得氣液傳質過程加強，進而可以更好地分離出產物，推動反應的進行。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權項】
1.一種用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料，其特征在于:該規(guī)整催化填料由組件A和組件B構成，將組件A和組件B交替排列好后用箍緊片箍緊形成； 其中，組件A是具有網狀結構或孔道結構的波紋填料片，組件B是均勻縫合的裝有顆粒狀固體催化劑的布包。
2.根據權利要求1所述用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料，其特征在于:所述波紋填料片為金屬、非金屬或有機合成材料；其波紋的傾斜方向與水平方向呈45°或60°夾角，且相鄰排列的兩片波紋填料片傾斜方向相反。
3.根據權利要求1所述用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料，其特征在于:組件B中顆粒狀固體催化劑的填裝高度為布包高度的70%?90% ； 所述顆粒狀固體催化劑包括樹脂、分子篩、玻璃微球； 所述布包的材質包括絹絲、尼龍、滌綸和丙綸。
4.根據權利要求1所述用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料，其特征在于:每個規(guī)整催化填料內組件A和組件B的總數為20-60片。
5.根據權利要求1所述用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料，其特征在于:所述箍緊片為不銹鋼、碳鋼、陶瓷或塑料材質的薄片。
6.根據權利要求1所述用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料，其特征在于:精餾塔內放置多層填料時，上下兩層規(guī)整催化填料之間錯開90°放置。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于反應精餾塔的規(guī)整催化填料，該規(guī)整催化填料由組件A和組件B構成，將組件A和組件B交替排列好后再用箍緊片箍緊；其中，組件A是具有網狀結構或孔道結構的波紋填料片，組件B是均勻縫合的裝有顆粒狀固體催化劑的布包；在每個規(guī)整催化填料中，組件A和組件B交替放置，且相鄰排列的兩片波紋填料片的波紋傾斜方向相反。其中，波紋填料片可以使整個催化填料層具有足夠的流通通道，使氣液在塔內更好地分布，避免液體的死區(qū)和不均勻流動；催化劑布包的使用能減少催化劑用量，兩者的綜合作用使得反應物與催化劑的接觸時間更長，從而使反應精餾過程能高效地進行。同時該規(guī)整催化填料制作簡單，裝卸方便，可滿足工業(yè)化生產的需求。
【IPC分類】B01J19-32
【公開號】CN104587946
【申請?zhí)枴緾N201510034777
【發(fā)明人】李玲, 張小武, 王清蓮, 王紅星, 葉長燊, 楊臣, 黃智賢, 邱挺
【申請人】福州大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月24日