[发明专利]一种催化精馏塔构件

说明书

技术领域

本发明涉及化学工程领域催化精馏过程中的气液传质设备，具体的讲是一种结构简单，压降低，催化剂利用率高，反应与精馏同时高效进行的催化精馏塔构件。 

背景技术

催化精馏是一种具有广泛应用前景的新型分离工艺。一个成功的反应精馏塔设计,必须同时具有合理的塔构件。现有塔构件虽然部分已在醚化、烷基化等反应中获得工业应用，但均存在一定缺陷。通常做法大体分以下两种：一种用能包住催化剂的多孔材料将催化剂包住做成填料筐，放置在塔板上或降液管内液体流过的地方，此种方法由于塔板的结构导致催化剂装填量小，占用空间大，流体不能很好的与催化剂接触；可能造成流体径向分布不均，甚至沟流等；另一种方法是固体催化剂直接放置也可捆扎之后放置在多个立体喷射帽罩之间，这种方法由于帽罩之间喷出的液体互相对冲，并转而向上，使较多液沫被夹带至上层塔板，从而雾沫夹带量较大，导致塔板效率降低。总之，现有的技术导致催化精馏效率降低，未能发挥催化精馏的优点，从而限制了这些塔构件的大规模应用。 

发明内容

为了解决背景技术中存在的不足，本发明提供一种催化精馏塔构件，该精馏塔构件具有结构简单、压降低、雾沫夹带小、催化剂利用率高、反应与分离同时进行及成本低的特点。 

本发明的技术方案是：该催化精馏塔构件用多孔材料把催化剂固定于圆柱形帽罩中上部构成的。塔构件包括塔板，塔板的一侧固定有降液管，降液管穿过塔板其下部固定有液封槽，塔板中部开圆形升气孔, 升气孔上固定有圆柱形帽罩, 升气孔与圆柱形帽罩同心设置,帽罩底部与塔板之间有过液通道, 帽罩上端设档板, 档板为向上凸起的孤形，帽罩中上部间隔固定有丝网，两层丝网之间为催化剂床层，催化剂床层上方的帽罩壁上开有规则排列的圆形孔。 

本发明具有如下有益效果：本发明将催化剂和帽罩结合，有效的结合了催化精馏塔和板式塔的优点。首先新型塔构件保留了垂直筛板具有特别大的处理能力、较高的效率、且结构简单、造价较低、压降平稳等优点，而且本发明提出的把催化剂放置在帽罩中上部特殊的催化剂装填方式，增大了气液固的接触面积，催化剂装填简单，大大提高了塔内的空间利用率，当塔板上向上流动的气相穿过催化剂床层时，催化剂处于流化状态，增大了床层的空隙率，增加了细小液滴在塔构件空间的停留时间，所以催化剂利用率提高、塔构件漏液量降低、传质效果好；液相在单层构件上循环运动，被气相多次提升，反应物与催化剂接触进行催化反应并且连续脱除生成物，提高了转化率和选择性。气体的抽提作用，加强了液体流动，反应热可及时放出来，有利于精馏分离和保护催化剂，反应及分离效率均提高。气相在通过塔板时，并不穿过液层，因此操作压降较低；由于催化剂装填在垂直筛板圆柱形帽罩内，四面均受到很好的保护，催化剂不易损坏和流失。另外由于帽罩顶部的弧形挡板设计，当气液混合物向上冲向顶盖时，由于弧形挡板的反射作用液沫自罩孔向外喷射时，有一向下的分速度，故可进一步减少雾沫夹带。 

附图说明：

图1是本发明的结构剖视图；

图2是本发明的工作原理图；

图3是本发明的工作流程图。

1-塔板 ，2-过液通道， 3-帽罩， 4-催化剂床层， 5-孔，6-挡板 ，7-升气孔， 8-降液管， 9-液封槽，10-进水管，11-进气管，12-丝网。

具体实施方式：

下面结合实例对本发明作进一步说明：该催化精馏塔构件包括塔板1，塔板1的一侧固定有降液管8，降液管8穿过塔板1其下部固定有液封槽9，液封槽9可防止气体通过降液管8进入上层塔板，又可防止液体由降液管8流入下层塔板时速度过快。塔板1中部轴向上开升气孔7, 用于气液混合物的喷射通道。塔板1上中部固定有帽罩3, 帽罩3与升气孔7同心设置。为液体能够进入塔构件内，帽罩3底部与塔板1之间有过液通道2, 帽罩3上端设档板6, 档板6为向上凸起的孤形使气液两相能够更有效的分离，同时减小雾沫夹带。帽罩3中上部间隔固定有丝网12，两层丝网12之间为催化剂床层4，丝网12用来固定催化剂床层4。催化剂床层用于进行气-液-固三相催化反应，同时增大了气液的接触面积。催化剂床层4上方的帽罩3壁上开有规则排列的圆形孔5，孔5即气液分离孔，是气液混合物喷出塔构件的通道。开孔直径可为2mm、2.5mm、3mm,开孔数量依据孔径调节，使开孔率在7～10%内，原因在于帽罩开孔率小于7%不能形成有效的液体喷射，导致操作范围变小；而帽罩开孔率大于10%时，在较大的液流强度下会因液体喷射过度易产生液泛。