[发明专利]一种催化反应装置及其催化反应系统

说明书

本发明公开了一种催化反应装置，包括主箱体与催化夹层，主箱体包括进气室与出气室，进气室与出气室之间设置有所述催化夹层；催化夹层顶端设置有添加催化剂的进料口，底端设置有排出催化剂的出料口，催化夹层为金属网结构，催化剂经进料口进入所述催化夹层的金属网结构后由出料口排出。本发明还公开了一种催化反应系统，包括至少两个上述的催化反应装置，所述催化反应装置串联。本发明还公开了一种催化反应系统，包括至少两个上述的催化反应装置，所述催化反应装置并联。本发明通过增设催化夹层，使得放置于催化夹层的催化剂可以在线更换，不影响催化反应装置的正常工作，确保在生产过程中达到安全便捷的更换催化剂。

技术领域

本发明涉及化工生产装置，尤其涉及一种催化反应装置。

背景技术

在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。据统计，约有90％以上的工业过程中使用催化剂，如化工、石化、生化、环保等。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，例如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。

催化剂使用过程中，虽自身不参与化学反应，但在各种催化条件作用下，随着催化反应的进行，催化剂的活性常常呈下降趋势甚至消失。这是催化剂失活所带来的结果。催化剂失活机理中，结焦机理为原料中和反应生成的芳烃、环烷烃和烯烃等成分，活化后吸附在催化剂活性中心点的时间较长，不能迅速脱附，发生深度脱氢反应，生成含氢量较低的有机物，覆盖在催化剂的活性点上，致使催化剂失活，此类催化剂失活，烧炭再生后，活性可以恢复。

现工业生产中，对于催化剂的活化，常采用离线和在线活化两种方式。离线活化需在停工检修期间，将催化剂从反应器中取出，再进行活化操作。而传统意义上的在线活化，也需再停工检修阶段完成，其区别在于，在线活化不需将催化剂取出反应器，而直接在反应器中完成活化作业。以上两种催化剂的活化方式，都无法确保在生产过程中达到安全便捷地更换催化剂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种催化反应装置及其催化反应系统，可在线更换催化剂，提高催化设备使用效率。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种催化反应装置，包括主箱体与催化夹层，所述主箱体包括所述进气室与出气室，所述进气室与出气室之间设置有所述催化夹层；所述催化夹层顶端设置有添加催化剂的进料口，底端设置有排出催化剂的出料口，所述催化夹层为金属网结构，催化剂经进料口进入所述催化夹层的金属网结构后由出料口排出。

进一步地，所述金属网结构沿进料口朝出料口方向的横截面积逐渐增大。

进一步地，所述金属网结构边缘与所述进气室、出气室的壁面连接处设置有金属板，对金属网结构进行加固，并防止催化剂填充不满时气体直接穿过催化夹层上方的空隙。

进一步地，所述进气室设有气体进口管道，所述出气室设有气体出口管道，且所述进气室靠近气体进口管道一端、所述出气室靠近所述气体出口管道一端设有朝所述气体进口管道与所述气体出口管道径向收缩的缩径段。

进一步地，所述进料口与出料口显露于所述主箱体，且进料口与出料口的末端设置有圆形或方形法兰结构，所述进料口与出料口均设有朝所述法兰结构径向收缩的缩径段。

进一步地，还包括加热装置，所述加热装置设于所述催化夹层底部，用于催化剂积碳清理和催化剂加热再生。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种催化反应系统，包括至少两个如上所述的催化反应装置，所述催化反应装置串联。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：