[发明专利]共沸催化反应塔

说明书

共沸催化反应塔，包括反应塔，反应塔内顶端设有除沫器，除沫器下方包括位于上部的共沸脱水段和下部的催化段；共沸脱水段装有塔内件，塔内件为包括规整填料或塔板中的任意一种；列管床包括多根竖置的列管，列管内填充模块催化剂，列管外壁和反应塔内壁之间为加热液流道，列管床顶部和底部均设置封闭挡板将加热液通道上下端闭合，挡板上设有多个开口连通对应的列管两头开口；共沸脱水段流下的反应原料依次穿过多段催化段排出；反应塔顶部设有气相出口、底部设有出料口，反应塔侧壁上位于列管床底部和对侧顶部分别设置加热液进口、加热液出口，中部连通反应塔侧壁上的进料口。本发明可解决传统设备工艺复杂、时间长、分散、效率低的技术问题。

技术领域

本发明涉及一种三聚甲醛的合成装置，具体为共沸催化反应塔。

背景技术

三聚甲醛是重要的化工原料，应用非常广泛。目前工艺上比较成熟的合成技术路线是：以35-45％的甲醛水溶液为原料，以液体硫酸为催化剂合成三聚甲醛，这样就给合成三聚甲醛的工艺带来先天不足：三废排放多、生产环境差、流程长、投资大、生产设备腐蚀严重等问题，因此开发一种高效节能、清洁环保的新技术势在必行。

现存的合成方法为：35-45％含量的甲醛水溶液→减压浓缩→加热100℃→进入搪瓷反应釜→用2-10％硫酸催化→蒸发浓缩三聚甲醛水溶液→再萃取精制→烘干得到最终成品。传统设备应用过程中工艺复杂、时间长、效率低下，因此急需一种能够集共沸脱水、催化于一身，并能高效制取三聚甲醛的反应设备。

发明内容

为了克服上述技术的缺陷和不足，本发明提供一种共沸催化反应塔，解决传统设备应用过程中工艺复杂、时间长、设备分散、不能集成式地高效制取三聚甲醛的技术问题。

本发明采用以下的技术方案：

共沸催化反应塔，包括反应塔，所述反应塔内顶端设有除沫器，所述除沫器下方包括位于上部的共沸脱水段和下部的催化段，所述共沸脱水段的顶部从上至下依次设置分布器、格栅板；所述催化段的顶部从上至下依次设置分布器、格栅板，所述催化段的底部从上至下依次设有分布器、垫层、格栅板；所述共沸脱水段装有塔内件，所述塔内件为包括规整填料或塔板中的任意一种；所述塔内件选用包括规整填料，所述规整填料装填段数为N，且1≦N≦100，每段高度为1-3米，各段之间均设有分布器、格栅板，所述分布器在所述格栅板之上；或者所述塔内件选用包括塔板，所述塔板数为M，1≦M≦100；所述催化段包括列管床，所述催化段的段数为N，1≦N≦10，各段之间从上至下依次设有分布器、垫层、格栅板；

所述列管床包括多根竖置的列管，所述列管内填充模块催化剂，所述列管外壁和反应塔内壁之间为加热液流道，所述列管床的顶部和底部均设置封闭挡板将加热液通道上下端闭合，所述挡板上设有多个开口连通对应的列管两头开口；所述共沸脱水段流下的反应原料依次穿过多段所述催化段中的各所述分布器、垫层、格栅板、列管排出；

所述反应塔顶部设有气相出口、底部设有出料口，所述反应塔侧壁上位于所述列管床底部设置加热液进口、所述加热液进口对侧在所述反应塔侧壁上位于列管床顶部设置加热液出口，所述反应塔最上部的分布器连通其侧壁上设置的第一回流进液口、最下部的分布器连通其侧壁上设置的第二回流进液口，中部的所述塔内件上方的分布器连通所述反应塔侧壁上设置的进料口。

所述的垫层为石英砂或瓷球以不同颗粒度组合成的五层层状结构，所述五层层状结构即为五级级配：即最上层颗粒度接近于或略大于所述催化剂的颗粒度，最下层的颗粒度略大于所述格栅板的间隙尺度，之间三层从上至下，由小渐大、上下粒度衔接排列，每层厚度在5～15cm。

所述除沫器、分布器、格栅板，其材质都是不锈钢。

各段所述催化段上均设有加热液进口和加热液出口。