[发明专利]设置液体分布器的催化蒸馏设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种设置液体分布器的催化蒸馏设备，是石化工业的催化蒸馏工艺的新型设备，属于化工装置领域。

背景技术

催化蒸馏设备是基于放热化学反应过程、且反应物与生成物沸点不同，将催化反应与分离两个过程耦合在同一设备中进行的装置，在反应进行的同时使反应物与生成物分离，以打破反应的平衡使反应进行完全，进而达到更高的反应转化率。由于反应放出的热量用于产物分离，既简化了工艺流程，又达到了降低能耗的效果。

催化蒸馏塔一般包括上部的精馏段、中部的反应段、下部的提馏段三个部分，其中反应段的结构，即催化剂在催化蒸馏塔中的装填方式是催化蒸馏技术的关键。对于反应床层采用催化剂散装方式的催化蒸馏塔，将不能将分离与反应两个单元操作耦合在一起，无法达到液体在催化剂表面均匀分布的目的、容易形成沟流现象而不利于充分反应。

美国专利4443559将催化剂颗粒装入用玻璃纤维缝制的小口袋里，用有一定开口空间的不锈钢丝网覆盖支撑，再卷成具有一层不锈钢丝网、一层装有催化剂的小口袋的捆束型圆柱体催化蒸馏构件。这种催化蒸馏构件即可作为分离元件，也可作为反应载体，因此无需安装液体分布器，但捆包型式的催化蒸馏构件制作结构复杂，催化剂成本高。

现有中国专利中，CN1042664提供了一种催化蒸馏设备，其特征是反应段分成若干个床层，两个床层间设一分馏塔盘。催化剂床层的上部设有催化剂拦网，底部设有催化剂支撑板，并在催化剂支撑板上铺有丝网，催化剂散装在催化剂床层的上拦网与铺有丝网的支撑板之间。具有装卸方便、液相反应物与催化剂直接接触的优点，但由于催化剂床层上方没有设置液体分布器，塔盘上的液相物料通过受液盘后直接经过床层上部丝网流入催化剂床层，易形成沟流，降低了催化剂利用效率。

专利CN1281744公开了一种分馏反应塔板型催化蒸馏装置，其特点是反应段由一个或若干个分馏反应塔板构成，每个分馏反应塔板分为两个区域，上为分馏区，下为反应区。反应区顶端有液相反应物料进口，中间为倒漏斗状液相反应物料导管，下部是扩大的催化剂床层。该专利提供的催化蒸馏设备虽然提供了催化剂床层上方的倒漏斗状液相反应物料导管，利于液相物料在催化剂床层的均匀分布，但由于导管内侧没有专设导流措施，仅靠倒漏斗进行导流易形成中间物料偏多，而床层两边催化剂接触反应物料偏少的现象。

发明内容

本发明提供了一种催化蒸馏设备，该催化蒸馏设备中部反应段催化剂床层上方设置了液体分布器，使催化剂床层结构易于液相物料在催化剂床层内部均匀分布，提高了催化剂使用效率。

本发明所述的设置液体分布器的催化蒸馏设备，包括上部的精馏段，中部的反应段和下部的提馏段，其技术要点在于：

(1)中部反应段包含至少两个具有气升管的催化剂床层，每对相邻的催化剂床层间至少设置一块分馏塔盘；

(2)中部反应段每一个催化剂床层上部设置液体分布器，催化剂床层两侧为气升管，气升管为催化剂床层壁与塔体形成的空间，气升管的顶部高于液体分布器，作为维持在液体分布器表面上有一定高度的液层和防止液相物料进入气升管中的堰；

(3)液体分布器由盘面和均布设置在盘面上的筛孔和筛管组成，筛孔和筛管在盘面的排布方式均为三角形排布，两个相邻的三角形为筛孔和筛管相间；

(4)催化剂床层底部设置底部支撑，催化剂散装在液体分布器、底部支撑和催化剂床层壁形成的空间内。

所述的筛孔和筛管在盘面的排布方式为：以任意点为中心由内到外连续相套的等边三角形，两个相邻的等边三角形为筛孔和筛管相间。

所述的筛孔和筛管在盘面的排布方式为：以任意点为直角三角形直角顶点的由内到外依次相套的直角三角形，两个相邻的直角三角形为筛孔和筛管相间。

所述的筛孔的内径为1～8mm。

所述的筛管的内径为1～8mm。

所述的筛管高度为10～60mm。

对筛孔和筛管进行排布时，最好是从盘面的中心位置开始，图形依次由内到外相套，直到最大的一个等边或直角三角形出现时为止，再继续选取其它点进行排布。等边或直角三角形的排布方向为任意。

所述的底部支撑从上至下依次设置铺有惰性填料的丝网、多孔筛板和催化剂支撑板，为常规设置。

所述的催化剂床层液体分布器上方设置降液管和液封槽，液封槽位于降液管和液体分布器之间，为本领域技术人员的常规设置。