[实用新型]一种基于金属烧结膜的催化反应器

说明书

本实用新型为一种基于金属烧结膜的催化反应器，包括反应器本体，在反应器本体内按照上下分层布置有一层或多层金属烧结膜，相邻两层烧结膜之间的反应器本体内部空间设置换热器，反应器本体底部设置液相进料管，反应器本体顶部设置出料口，在相邻两层烧结膜之间的反应器本体侧壁上均设置有气相进料口；所述金属烧结膜的表面及金属烧结膜的孔道内部均键合有反应所需的活性组分。该催化反应器结构简单、易于制造、能够用于气液固三相反应。

技术领域

本实用新型涉及催化反应器技术领域，具体涉及一种利用金属烧结膜做为催化床层进行气液固三相反应的催化反应器。

背景技术

气液固三相催化反应是化工生产中常见反应过程，通常是指反应物为气液两相，催化剂为固相的反应过程。用于气液固三相反应的反应器主要包括固体固定型的固定床型反应器(如滴流床反应器、鼓泡塔反应器)和固体悬浮型的搅拌式浆态床反应器。浆态床反应器通过降低催化剂粒度和剧烈搅拌的方式强化气液固三相间的传质和传热过程，在工业上应用广泛，但存在催化剂分离困难，损耗大，分离设备投资大，操作复杂的问题。固定床型三相反应器，催化剂以床层形式固定在反应器内，反应过程不存在催化剂的分离问题，但气液传质阻力大，且气液在床层内部分布不均匀，容易产生沟流和壁流，导致反应器操作性能不佳，反应效率低。因此固定床型三相反应器中通常都需要有气体和液体的分布装置以解决气液的均匀分布的问题。如专利US4708852介绍了一种滴流床反应器，该反应器包括进口预分布器，气液分布器，瓷球床层，催化剂床层；其气液分布器采用开孔波纹板结构，气体与液体在波纹板下方接触，提高了气液分布的均匀性。CN105582857也公开了一种气液固三相反应器，通过安装在反应器中的预分配器、气液分配盘，以及反应器内壁上的环形折流板和多层气液分配盘等改善反应器内部的气液分布状况。上述文献所述的滴流床反应器虽然在一定程度上的改善了气液的分布问题，但是反应器结构相对复杂，反应受气液传质阻力的影响依然较大，反应效率难于进一步提高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、易于制造、能够用于气液固三相反应的基于金属烧结膜的催化反应器。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种基于金属烧结膜的高效催化反应器，包括反应器本体，其特征在于，在反应器本体内按照上下分层布置有一层或多层板状金属烧结膜，相邻两层烧结膜之间的反应器本体内部空间设置换热器，反应器本体底部设置液相进料管，反应器本体顶部设置出料口，在相邻两层烧结膜之间的反应器本体侧壁上均设置有气相进料口；所述金属烧结膜的表面及金属烧结板的孔道内部均键合有反应所需的活性组分。

在金属烧结膜的表面及金属烧结膜的孔道内部键合上反应所需的活性组分需要通过预处理活化的方式进行。

所述金属烧结膜板厚度为1～1000mm，烧结膜板间距为2～50mm，孔径为5～200微米，优选为20～100微米，孔隙率10～50％。

在金属烧结膜的表面及金属烧结膜的孔道内部键合上反应所需的活性组分需要通过预处理活化的方式进行，预处理活化过程要求活性组分能够进入到金属烧结膜的孔道内，并能与金属烧结膜表面基团反应，发生键合作用。这种预处理活化过程可以直接采用现有技术实现。也可以采用下述的活化过程：

所述预处理活化过程为：

第一步，用氮气置换反应器及管路系统，通过在换热管中通入的加压水蒸气将反应器升温至80～200℃；

第二步，将配置于储罐内的活性组分处理液打入到第一步的反应器中，处理液的液空速为1～10h^-1，反应器连续处理1～2h后，得到活化后负载活性组分的反应器。

在具体实施时，所述基于金属烧结膜的高效催化反应器活化后可用于气液固三相反应，如用于加氢反应的方法为：