專利名稱：新型催化反應精餾塔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬化學工程中的氣液傳質(zhì)、反應及分離設備，具體地講是一種新型催化反應精餾塔。
催化反應精餾塔主要分為填料塔和板式塔兩大類，填料塔是將催化劑填充在填料的空隙內(nèi)，塔內(nèi)氣液經(jīng)過催化劑表面時發(fā)生反應，再通過填料進行分離。采用這種形式，催化劑填充較為麻煩，而且更換催化劑時必須將全部填料拆除，施工量很大，因此這種催化反應精餾塔較難推廣使用。板式催化反應精餾塔一般有以下幾種形式第一種是將催化劑用多孔的，能包裹住催化劑顆粒的材料將催化劑包成包，再將一個或多個這樣的包置于一個多孔盒內(nèi)，此多孔盒規(guī)則排列于塔板的進口堰、出口堰附近，利用塔板上液體的自然流動，在催化劑表面進行反應，再利用塔板進行分離；第二種是將催化劑置于塔板的降液管底部，利用塔板的自然降液，在催化劑表面進行反應，再利用塔板進行分離。這兩種結構的催化反應精餾塔都是在普通塔板上的局部放置催化劑，利用塔板的自然降液完成催化反應，因此催化劑表面更新緩慢，而且氣液相與催化劑接觸時間較短，只進行一次接觸，就進入下一層塔板，使反應速率較慢、轉(zhuǎn)化率較低，很難發(fā)揮催化反應精餾的優(yōu)點；第三種是采用活性材料載體制成塔板，催化劑與塔板一體化，這種塔板的造價較高，塔板強度較差，較難大規(guī)模應用。
本發(fā)明的目的提供一種新型催化反應精餾塔，這種催化反應精餾塔將催化反應與精餾有機地結合在一起，它與以前的催化精餾塔相比，改變了塔板上液體的自然流動，使催化劑表面始終保持不斷更新；每一層塔板上液體都經(jīng)過若干個催化反應精餾傳質(zhì)單元的反應和分離，增加了液體和催化劑的接觸時間，從而不但加速了催化反應，而且增加了轉(zhuǎn)化率。
本發(fā)明主要包括塔體、降液管、受液盤、塔板、升氣孔等構成的主體部件，還包括由底隙、催化劑筐、集液板、催化劑、提液管、填料、填料筐、導流板構成的催化反應精餾傳質(zhì)單元，在塔體內(nèi)的一層或多層塔板的升氣孔上設置傳質(zhì)單元，傳質(zhì)單元的提液管周圍安裝催化劑筐等構成。
本發(fā)明的工作過程是塔板上均勻分布一定數(shù)量的催化反應精餾傳質(zhì)單元，催化劑置于與提液管相連的催化劑筐內(nèi)。由下一層塔板上升的氣體，經(jīng)塔板升氣孔上升，將塔板上液體吸入提液管，氣液并流在提液管內(nèi)高速湍動傳質(zhì)，由頂部填料強化傳質(zhì)后，氣液分離，氣體上升到上一層塔板，液體下降進入催化劑筐，進行催化反應。反應后的液體落回塔板，沿塔板流動進入下一個催化反應精餾傳質(zhì)單元，繼續(xù)進行反應和分離。
本發(fā)明的具體實施方案參照附圖詳細說明如下

圖1是催化反應精餾傳質(zhì)單元示意圖。
圖2是填料及填料筐詳圖、升氣孔詳圖。
圖3是傳統(tǒng)催化反應精餾塔示意圖。
圖4是催化反應精餾塔示意圖。
圖5是提液管詳圖。
圖6是其它形式的催化劑筐示意圖。
圖7、圖8是提液管的固定方式示意圖。
圖9是填料筐與提液管一體化結構的示意圖。
圖10是整體式催化劑筐、分體式填料筐的催化反應精餾塔示意圖。
圖11是整體式催化劑筐、整體式填料筐的催化反應精餾塔示意圖。
圖12是整體式催化劑筐的安裝示意圖。
如圖所示，(1)是升氣孔，(2)是塔板，(3)是底隙，(4)是催化劑筐，(5)是集液板，(6)是催化劑，(7)是提液管，(8)是填料，(9)是填料筐，(10)是塔板液層，(11)是降液管，(12)是受液盤，(13)是塔體，(14)是導液板，(15)是支腿，(16)是支耳，(17)是角鐵；其基本結構是在塔板上開一個或多個升氣孔，升氣孔可以是圓形的或者是方形的(圖2所示B向)，升氣孔開孔率為2-50％，并在升氣孔的上方安裝催化反應精餾傳質(zhì)單元(傳質(zhì)單元見中國專利CN1147412A)，在整個板式塔中可采用一層或多層上述結構。整個催化反應精餾塔可根據(jù)不同工況及物系采用不同材質(zhì)。
圖1中的提液管(7)位于升氣孔(1)的正上方，可以是圓形的或者是方形的，內(nèi)部可加也可不加導流板(14)(如圖5所示的圓形提液管或者方形提液管)，下端采用如圖7、圖8所示的結構與塔板(通過支腿)焊接或采用螺栓固定。對于圓形提液管一般采用圖7所示的結構與塔板焊接，也可采用圖8(a)所示的結構(通過角鐵)與塔板連接便于檢修更換；方形提液管的固定可采用圖7、8(a)所示的結構，還可采用圖8(b)所示的結構。提液管(7)下端與塔板(2)之間的底隙(3)高度為2～100mm。
填料筐(9)安裝在提液管(7)的上方，可采用圓柱體、長方體或其它結構形式，其內(nèi)填充填料(8)或折流擋板、柵板等。填料筐(9)一般與提液管(7)焊接，對于方形提液管填料筐(9)可以與提液管(7)做成一體化結構(如圖9所示)。
催化劑筐(4)的底板及側板與提液管(7)焊接，可采用如圖1、圖6所示的不同形式的結構，還可采用圓環(huán)形結構，包圍著局部或整個提液管(7)。催化劑筐(4)的底板及蓋板采用篩板、柵板、板網(wǎng)、絲網(wǎng)或其它多孔材料。
催化劑筐(4)頂部可根據(jù)需要加集液板(5)，也可不加。集液板(5)可以是垂直的或者傾斜的；催化劑筐(4)的高度為10～600mm，填料筐(9)的高度為10～300mm，提液管(7)的高度為10～500mm，催化劑筐(9)的底板與塔板(2)之間的高度為0～400mm。
催化劑筐(4)和填料筐(9)可根據(jù)具體操作狀況采用單向或者多向密封的結構。
催化劑筐(4)內(nèi)根據(jù)不同催化反應填充相應的催化劑(6)，根據(jù)催化劑(6)的具體形態(tài)，可直接填充在催化劑筐(4)內(nèi)，或采用填料、格柵等分布介質(zhì)均勻分布催化劑(6)，或者將催化劑(6)用多孔的、能包裹住催化劑顆粒的材料包成包，再將一個或多個這樣的包置于催化劑筐(4)內(nèi)，便于催化劑(6)的拆裝。
如圖10所示，相鄰催化劑筐可以合并成為一個整體式催化劑筐，便于催化劑(6)的安裝和拆卸。
如圖11所示，提液管(7)和填料筐(9)做成整體結構，并且相鄰的提液管(7)和填料筐(9)合并成一個整體的長條形傳質(zhì)單元，相應的將催化劑筐合并成整體式催化劑筐，這樣就大大簡化了塔板結構，便于塔板的安裝以及催化劑的安裝和拆卸。
如圖12所示，整體式催化劑筐可采用在提液管(7)上焊接支耳(16)，再將催化劑筐擔架在支耳(16)上，或者采用在塔板上焊接支腿(15)等結構形式，再將催化劑筐與其固定。
如上所述的催化反應精餾傳質(zhì)單元根據(jù)不同操作狀況，可以是等高排列的，也可以高低交錯排列。
本發(fā)明可用于化工過程中的催化反應精餾設備，該塔從根本上解決了目前催化反應精餾塔催化劑的包裝和裝填問題，由于催化劑的裝入造成的壓力降問題、催化反應和精餾操作不平衡問題，強化了催化劑表面更新，延長了液相在催化劑表面的停留時間，使分離效率和反應速率大為提高。本發(fā)明結構簡單，造價低廉，經(jīng)濟效益顯著。
權利要求
1．一種新型催化反應精餾塔，它主要包括塔體(13)、降液管(11)、受液盤(12)、塔板(2)、升氣孔(1)構成主體部件，其特征在于它還包括由底隙(3)、催化劑筐(4)、集液板(5)、催化劑(6)、提液管(7)、填料(8)、填料筐(9)、導流板(14)構成的催化反應精餾傳質(zhì)單元，在塔體(13)內(nèi)的一層或多層塔板(2)的升氣孔(1)上設置傳質(zhì)單元，提液管(7)周圍設置填充催化劑(6)的催化劑筐(4)。
2．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的催化劑筐(4)內(nèi)直接填充催化劑(6)或采用填料、格柵等分布介質(zhì)均勻分布催化劑(6)、或者將催化劑(6)用多孔的、能包裹住催化劑顆粒的材料包成包，再將一個或多個這樣的包置于催化劑筐(4)內(nèi)。
3．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的催化劑筐(4)可以包圍提液管(7)的局部或者包圍整個提液管(7)，或者將相鄰催化劑筐合并成為一個整體式催化劑筐，其頂部蓋板和底板采用篩板、柵板、板網(wǎng)、絲網(wǎng)或其它多孔材料。
4．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的催化劑筐(4)可加或不加集液板(5)，集液板(5)可以是垂直的或者是傾斜的，提液管(7)可以是方形的或者是圓形的，內(nèi)部可加或不加導流板(14)。
5．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的催化劑筐(4)的高度為10～600mm；所說的填料筐(9)的高度為10～300mm；所說的提液管(7)的高度為10～500mm；所說的催化劑筐(9)的底板與塔板(2)之間的高度為0～400mm；所說的塔板(2)上的升氣孔(1)開孔率為2～50％；所說的提液管(7)下端與塔板(2)之間的底隙(3)高度為2～100mm。
6．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的提液管(7)和填料筐(9)可以是分體組合的，也可以是整體的，相鄰的提液管(7)和填料筐(9)可以合并成一個整體的長條形傳質(zhì)單元。
7．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的催化劑筐(4)和填料筐(9)可采用單向或者多向密封的結構。
8．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的填料筐(9)可采用圓柱體、長方體，其內(nèi)填充填料(8)或折流擋板、柵板，也可以什么也不填充，此時提液管與填料筐成為一體，即垂直篩板。
9．按照權利要求書1所說的新型催化反應精餾塔，其特征在于所說的催化反應精餾傳質(zhì)單元可以是等高的，也可以高低交錯排列。
全文摘要
本發(fā)明是一種催化反應精餾塔,主要由降液管、塔板、受液盤構成塔板主體部分,由提液管、填料及填料筐、催化劑及催化劑筐、集液板等組成塔板上的催化反應傳質(zhì)單元,可用于化工過程中的催化反應精餾設備,從根本上解決了目前催化反應精餾塔催化劑的包裝和裝填問題以及催化反應與精餾操作不平衡問題,強化了催化劑表面更新,延長了液相在催化劑表面的停留時間,使分離效率和反應速率大為提高。本發(fā)明結構簡單,造價低廉,經(jīng)濟效益顯著。
文檔編號B01D3/14GK1286129SQ9911844
公開日2001年3月7日 申請日期1999年8月31日 優(yōu)先權日1999年8月31日
發(fā)明者藍仁水 申請人:藍仁水