[实用新型]一种盘式螺旋自分布催化精馏结构

说明书

技术领域

本实用新型是一种盘式螺旋自分布催化精馏结构，属于化工行业催化精馏技术范畴，特别涉及催化精馏塔塔内的过程优化与强化。

背景技术

催化精馏过程是反应与分离两个过程的耦合，所以塔内填料必须同时具备催化及气液传质功能，原料在塔内经催化反应后的生成物及时得到分离，推动反应继续进行。催化精馏填料的结构直接影响了催化精馏过程的效率，要求填料在保证塔内气液两相充分混合接触的同时，还要使反应物与催化剂的接触时间区间范围大且可控。工业上普遍使用小颗粒的树脂催化剂，增大反应表面积，而催化剂粒度较小时，直接放置在塔内会增大塔内压降甚至堵塞填料层。由于技术限制，树脂催化剂也不易制成其他形状，大多属于球形或椭球形。因此，增强塔内传质效率、使反应物与催化剂接触时间可控、减小塔内压降等问题成为高效催化精馏填料的重要研究方向。

为了强化催化精馏过程，中外学者研发了许多催化精馏装置。US3634534中，Chevron Research Company将催化剂装填在板式塔降液管处，可通过催化剂的装填量来决定反应物与催化剂的平均接触时间。中国专利102423680A，西北大学开发的一种催化剂散堆填料，它由筒形填料壳和放置在该填料壳中的催化剂包构成，由于填料具有散堆性质，能客服规整捆扎包催化剂填料的气体短路现象。US4242530中，Chemical Research&Licensing Company开发的催化精馏结构，将催化剂放置在纤维袋中，将纤维袋缝合并卷曲，将其装填于催化精馏塔中，该实用新型节省成本、气液混合均匀，但径向分布较差。中国专利03149505.2，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院开发的催化精馏装置，将催化剂装填于丝网制成的催化剂包内，并将催化剂包置于填料片间，该实用新型传质性能良好，但塔内压降较大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高效的催化精馏结构，代替传统的催化精馏填料盘。螺旋结构可加长气相流道，从而增强气液传质效率强化催化精馏过程。

本实用新型是这样实现的：

一种盘式螺旋自分布催化精馏结构，在结构内设置有两种间隔排列的催化剂组件；组件A是填料片外包裹丝网、内填充催化剂，形状为长方体、拱形或多边形，要求是多个组件A形成环状结构的周向排布；组件B是外包丝网内置催化剂颗粒的长方体催化剂包，并扭转成螺旋状，催化剂包外需放置带孔的隔板，多个组件B形成环状结构的周向排布。

所述的组件B隔板的尺寸与催化剂包的最大侧面一致；开孔大小催化剂颗粒直径的50%～95%。

所述的填料片为开窗导流填料、板波纹填料、丝网波纹填料、孔板波纹填料、压延孔板波纹填料或蜂窝填料的规整填料。

所述的催化精馏结构中的组件A和组件B形成的环状结构紧密排列，形成本盘式螺旋自分布催化精馏结构。该催化精馏结构分为中心位置为组件B或中心位置为组件A两种排布方式。组件A与组件B等高等厚，且与该催化精馏结构等高。

所述的组件A或组件B形成的环状结构厚度为塔半径的1／2～1／200。每一个催化精馏结构内含组件Ａ或组件Ｂ形成的环状结构为1～100个。

本实用新型专利的优点有：

1.组件B的催化剂包中的隔板带孔，可保证气液两相顺利通过。

2.组件B的螺旋状造型，增长了气相的流动通道，增加了气液两相接触面积，从而提高的填料的传质效率。

3.组件A及组件B中都含催化剂颗粒，调整其催化剂含量，可以控制反应物与催化剂的接触时间。

4.组件A与组件B交替放置，保证了气液两相的均匀分布，使反应物与生成物不断被分离至塔顶和塔底，推动反应的进行。

附图说明

图1是B组件为中心位置的结构示意图；

图2是A组件为中心位置的结构示意图；

图3是A组件为拱形时中心位置为组件B的结构示意图；

图4是A组件为拱形时中心位置为组件A的结构示意图；

图5是本实用新型结构组件B的上下二等角轴测图；

图6是本实用新型结构组件B的侧视图；

其中：1—催化剂颗粒；2—带孔隔板；3—丝网。

具体实施方式

结合图1-图6对本实用新型说明：

本实用新型为一种盘式螺旋自分布催化精馏结构，采用催化剂与规整填料结合的组装方式，催化剂包外包丝网，既能防止催化剂外露，也能起到良好的液体润湿作用。螺旋自分布结构延长了气体通道的长度，从而增加了气液两相的接触面积，增强了该催化精馏结构的传质效率。