[发明专利]一种采用脉冲波提高催化化学反应效率的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及催化化学反应方法，尤其是涉及一种通过采用脉冲波提高催化化学反应效率的工艺方法。

背景技术

在石化行业的各种裂化、重整、精馏等化工反应中，都必须用到固体酸碱催化剂、分子筛催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂等不同种类的催化剂来促进反应的进行，或者是使反应按照设定的要求选择性的进行。各种催化剂在发挥作用的过程中，都需要反应物质能与催化剂相当大的比表面积进行充分而不断更新的接触，这样才能大大的提高反应物质间传质的不断进行，从而促使催化化学反应效率的提高。

发明内容

为了改变传统催化化学反应过程中，单靠反应物质浓度差产生对流来促使反应物质在催化剂表面接触和更新的问题。本发明提出了一种适用于气—液、液—液催化化学反应，采用脉冲波来加快反应物质在催化剂表面接触机率和更新频率，提高催化化学反应效率的工艺方法。

本发明所述工艺方法是在反应器现有催化反应过程中提供一种脉冲波，所述脉冲波为电磁波或超声波，通过脉冲波加快反应物在催化剂表面接触的频率与生成物离开催化剂表面的速度。

本发明优选频率高于20KHz的超声波。在本发明中通常使用的超声波频率为28KHZ-50KHZ之间、功率为500W-1800W之间。

本发明通过给反应器在催化反应过程中提供一种脉冲波，来促使反应物和生成物的运动加剧，从而加快反应物与催化剂表面的接触频率，使反应物质尽可能快的与催化剂表面接触，同时使生成物质尽可能快的离开催化剂表面，也使生成物能尽快的离开催化剂表面给反应物让出更多的反应空间，从而提高催化化学反应效率。当强力的超声波辐射到液体中，液体以静压(一个标准气压)为中心进行变化，在压力到零气压以下时，溶解在液体中的气体会形成微小气泡核，进而产生无数近似真空的微小空洞(空穴)。由空穴作用使液体局部发生高温高压(1000大气压，5500℃)，再经振动产生的搅拌，促使化学或物理作用的相乘，液体不断地乳化分散，进一步促进催化化学反应的效率。

本发明规定的脉冲频率会随着化学反应设备的型号、化学反应物质等因素而变化，可以是电磁波或超声波，但优选频率高于20KHz的超声波。在本发明中通常使用的超声波为频率在28KHZ-50KHZ之间，功率在500W-1800W之间。

具体实施方式

实施例1，在装有固体酸碱催化剂的反应器中，本发明选用的一种超声波装置为投入式超声波震板，震动板是一种典型的尺寸为L×W×H(毫米)630×450×100，投入式超声震板装置由震板及超声波发生器两部分构成。每块震板上有超声震子36只，超声功率为1800W(功率可调)，频率28kHz。这种超声震板安装相当的灵活和方便，可以在各种类型的化工反应塔中液体反应物中进行安装，震板的规格可以根据反应塔的具体情况进行定制，同样震子的频率和功率也可以根据反应塔的具体情况进行调整。当有脉冲波存在的情况下，反应物会以更高的效率靠近催化剂的酸、碱活性中心，从而使反应能更高效的向生成物方向发生。

实施例2：在装有分子筛催化剂的反应器中，本发明选用的一种超声波装置为投入式超声波震板，震动板一种典型的尺寸为L×W×H(毫米)630×450×100，投入式超声震板装置由震板及超声波发生器两部分构成。每块震板上有超声震子36只，超声功率为1200W(功率可调)，频率45kHz。当有脉冲波存在的情况下，反应物会以更快的速度吸附在催化剂的表面，发生催化反应。同样反应得到的生成物在脉冲波的作用下，也会更快的脱离催化剂表面，让出更多的催化剂表面空位给反应物，加快化学反应的进行。

当然本发明还可选用电磁波作为脉冲波，可根据反应塔内催化剂种类、反应性质等情况选取合适电磁波频率和功率来产生脉冲波，同样可以达到加快反应物以更快的速度吸附在催化剂的表面发生催化反应，反应得到的生成物在脉冲波的作用下，也会更快的脱离催化剂表面，让出更多的催化剂表面空位给反应物，加快化学反应的进行。