[发明专利]一种催化精馏规整填料模块化安装方法及装置

说明书

本发明公开一种催化精馏规整填料模块化安装方法及装置，包括塔体、填料支撑圈和催化精馏规整填料塔盘，催化精馏规整填料塔盘包括若干平行区域，若干平行区域分为单模块安装区域和多模块安装区域，单模块安装区域和多模块安装区域由填料模块安装构成；填料模块由若干模块单元构成，模块单元由交替放置的催化剂模块和开窗式填料片构成，催化剂模块包括催化剂和模块包，模块包由开窗式填料片与丝网焊接而成，催化剂填充于模块包内。本装置提出了模块化安装的创新理念，相比传统按部施工安装方式，一方面提高了塔内物系的气液传质传热效率，另一方面减短施工周期，很大程度上提高了安装效率。

技术领域

本发明属于化工行业催化精馏技术领域，具体涉及一种催化精馏规整填料模块化安装方法及装置。

背景技术

催化精馏把催化反应和精馏分离有机地结合起来，与传统的反应和精馏单独进行的过程相比，具有独特的优点。为满足反应和精馏的基本要求，催化剂在塔内的装填安装方式必须满足下列条件：（1）使反应段的催化剂床层具有足够的自由空间，提供液相的流动通道，以进行液相反应和气液传质；这些有效的空间应该达到一般填料所具有的分离效果，以及设计允许的塔盘压力降。（2）具有足够的表面积进行催化反应；（3）允许催化剂颗粒的膨胀和收缩，而不损伤催化剂。

催化精馏技术关键在于反应端催化剂床层的结构设计与安装。由于催化精馏过程中的催化剂既起到催化作用，又起到传质表面的作用，所以不仅要求催化剂模块结构有较高的催化效率，同时又要有较好的分离效率。目前，用于催化精馏中的催化剂主要是离子交换树脂和分子筛，催化剂必须采取特殊的装填安装方式。对已出现的催化剂装填安装方式分为两类，即固定床式和规整填料式，这两类装填方式中均有成功的应用实例。

规整填料型催化剂装填方式更适宜于精馏操作，气液接触好，塔内不需要特殊构件，催化剂利用率高。但这种装填方式中的催化剂更换困难，需要停车后人工进塔更换。Sulzer公司采用新型催化精馏填料是Katpak型填料，有流体力学性能测试和热模实验的研究报道。反应段采用特殊的催化剂装填方式，一般有3种方式：（1）将粒状催化剂与惰性填料混装，该法的优点是催化剂装卸方便，但细颗粒催化剂堆放在塔内导致上升蒸汽阻力过大；（2）将粒状催化剂置于多孔容器中形成催化剂构件，多孔容器可以是尼龙丝等编织物，也可以是铝、不锈钢等材料的丝网；这种催化剂构件又必须和弹性构件相连形成催化精馏元件，并具有较大的开孔空间；这种放置方式应用较广，但因催化剂置于多孔容器中，扩散对反应有一定的影响，且构件复杂。（3）催化剂颗粒放入金属波纹丝网或平板丝网的夹层以及多孔板框的夹层中。这种放置方式传质效果好，但装卸麻烦。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种装卸方便、内部阻力小、催化效率高的催化精馏规整填料模块化安装方法及装置。

技术方案：本发明所述的一种催化精馏规整填料模块化安装装置，包括塔体、填料支撑圈和催化精馏规整填料塔盘，所述填料支撑圈安装在所述塔体内，所述催化精馏规整填料塔盘安装在所述填料支撑圈上，所述催化精馏规整填料塔盘包括若干平行区域，所述若干平行区域分为单模块安装区域和多模块安装区域，所述单模块安装区域和多模块安装区域由填料模块安装构成；

所述填料模块由若干模块单元安装构成，所述模块单元由交替放置的催化剂模块和开窗式填料片构成，所述催化剂模块包括催化剂和模块包，所述模块包由开窗式填料片与丝网焊接而成，所述催化剂填充于所述模块包内。

进一步地，为便于施工、安装，所述单模块安装区域为所述催化精馏规整填料塔盘两端的平行区域，所述多模块安装区域为所述单模块安装区域之间的平行区域。

进一步地，所述单模块安装区域由单个填料模块安装构成；所述多模块安装区域由2~50个填料模块安装构成。

进一步地，所述填料模块中模块单元的组合方式为1~10层开窗式填料片加1~10层催化剂模块。