[实用新型]一种具有交替流动结构的醚化反应催化精馏填料

说明书

本实用新型提出了一种具有交替流动结构的醚化反应催化精馏填料，涉及填料的技术领域。本实用新型包括填料块，填料块的外部设有紧固带，紧固带的外部设有防壁流圈，填料块包括交错排列的第一填料和第二填料；第一填料包括丝网，丝网的内部设有第一填料片，第一填料片的表面上填充有催化剂，第二填料为规整填料片。本实用新型在第一填料片上填充催化剂并采用丝网包裹组成第一填料，第一填料和规整填料片交错排列组成填料块，填料块采用紧固带固定加紧，紧固带的外部通过防壁流圈限制气液沿塔壁流动，醚化反应中气相和液相在第一填料与第二填料之间交替流动，减少了催化剂的用量，加快了气液传质速度，提高了醚化反应效率，提升了反应后的分离效果。

技术领域

本实用新型涉及填料的技术领域，特别是指一种具有交替流动结构的醚化反应催化精馏填料。

背景技术

碳四、碳五和轻汽油的醚化反应是主要通过催化裂化轻汽油中的烯烃(主要活性烯烃包括异戊烯、异己烯等)和甲醇反应生成醚(高辛烷值汽油组分)，生产低烯烃含量、高辛烷值车用汽油。该醚化反应的主要特点是同时有轻油和重油生成，因此，其在反应的同时需要进行轻油和重油的分离，即该醚化反应是反应和分离同时进行的。

在这种既有催化反应又有产物分离的醚化反应过程中催化精馏塔内填料必须同时具备催化功能和气液传质功能，原料在催化精馏塔内经催化反应后的生成物被分离，推动反应继续进行。催化精馏塔的填料结构直接影响了该醚化反应过程的效率，这就要求填料在保证塔内气液相充分混合接触的同时，使反应物与催化剂的接触时间区间范围大且可控。碳四、碳五和轻汽油的醚化反应在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，怎样促进塔内气液传质、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研究高效催化精馏填料的重要因素。

为了强化催化精馏的反应过程，现有技术中出现了一些催化精馏装置。美国专利US3634534中将催化剂装填在板式塔降液管处，催化剂的多少将决定反应物与催化剂的平均接触时间，这种方法的缺点是降液管数多，检修不便，由于采用长的截面积较小的圆形降液管，降液管内液体不易更新，从而影响反应。美国专利US4242530公开了一种催化精馏结构，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，这种装填方式最大的缺点是压降过大。中国专利CN1042664A公开了一种催化精馏装置，将催化剂以散装形式直接填于反应段的催化剂床层中，该发明的主要缺点是催化剂易磨损，同时由于气流回流比大使得转化率会有所降低。中国专利CN101380562A公开了一种开窗导流式规整填料片及填料，该填料具有高分离效果、低压降的优点，然而当波纹方向倾角较大时，在填料片上的径向混合占优势，而横向混合相对削弱，导致压降较大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种具有交替流动结构的醚化反应催化精馏填料，解决了现有技术中催化精馏填料结构不合理而导致精馏塔内传质速度慢、反应效率低和分离效果差的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：包括填料块，所述填料块的外部设有紧固带，所述紧固带的外部设有防壁流圈，所述填料块包括交错排列的第一填料和第二填料；所述第一填料包括丝网，所述丝网的内部设有第一填料片，所述第一填料片的表面上填充有催化剂颗粒，所述第二填料为规整填料片；所述防壁流圈包括圈体，所述圈体的顶部设有第一外翻边，所述圈体的中部设有间隔设置的凸出孔，所述圈体的底部设有第二外翻边，所述第一外翻边和所述第二外翻边的倾斜方向一致。

作为一种优选的实施方案，所述第一填料的高度与所述第二填料的高度相等，所述第一填料的厚度与所述第二填料的厚度不相等，所述第一填料和所述第二填料沿着所述填料块的中心线呈对称排列，所述第一填料的厚度沿着垂直于所述填料块中心线的方向呈递增设置。

作为一种优选的实施方案，所述丝网的一侧设有母扣，所述丝网的另一侧设有与所述母扣相适配的子扣。