[实用新型]一种催化剂原位再生反应器

说明书

本实用新型公开催化剂原位再生反应器，包括反应器、反应原料储罐、气体原料储罐、分离罐、溶剂储罐、二氧化碳储罐，各罐分别通过管线与反应器相连，各管线上均设置换热器，在换热器两侧管段上均设置阀门，在反应原料储罐和溶剂储罐侧阀门与各自换热器间管段上设置输送泵，在二氧化碳储罐侧阀门与换热器间管段上设置增压泵，在气体原料储罐侧阀门与换热器间管段上设置气体流量计，在分离罐侧阀门与换热器间管段上设置一阀门而成为相邻两阀门，在相邻两阀门间管段上分一支管与反应器相连，支管上设置输送泵，在支管的输送泵两侧管段上设置阀门；在反应器上下端、分离罐上下端均设有排气口和排料口。本实用新型有催化剂不必取出即可再生的优点。

技术领域

本实用新型涉及一种催化剂原位再生反应器。

背景技术

钯碳（Pd/C）催化剂具有催化活性高、操作简便、安全稳定等特点，在加氢反应中被广泛应用。Pd/C催化剂的活性取决于催化剂的孔结构、比表面积、表面性质和化学键等，起主要作用的是金属钯（Pd）活性组分，金属Pd以微晶方式分布在活性炭的微孔表面，这种结构使催化剂具有比表面积大、活性高的特点，大大地增强了对氢气的吸收能力。催化剂失活的原因很多，研究发现催化剂失活的主要原因是由于反应产生的副产物、有毒物质或固体杂质等覆盖在催化剂活性位点表面，造成催化活性下降，如何有效除去滞留在催化剂表面的覆盖物来延长催化剂的使用寿命，受到行业中的广泛关注。

活性下降的Pd/C催化剂有回收和再生处理，回收就是将反应器中活性下降的催化剂收集后经焙烧、脱碳处理，提取其中金属钯，用于催化剂的再合成；再生通常在反应器外处理，即把活性下降的催化剂从反应器中取出，经过淋洗、碱处理等步骤，使其恢复原有活性。上述方法工序相对复杂，再生成本较高。直接在反应器内使失活催化剂恢复活性，催化剂无需取出反应器，简化恢复催化剂活性的步骤，对生产成本控制具有积极意义。

研究发现超临界流体是介于气体和液体之间的流体，兼有气体液体的双重性质，密度接近液体，由于物质的溶解度与溶剂的密度成正比，因此超临界流体具有很强的溶解能力。由于超临界流体的独特性能，超临界状况下的二氧化碳及共溶剂对吸附在Pd/C催化剂上引起催化剂失活的有机杂质具有很好的溶解性，可以有效除去催化剂活性位上的杂质，恢复催化剂活性。

实用新型内容

为了解决催化剂需要从反应器取出才能再生的问题，本实用新型提供一种催化剂原位再生反应器。

本实用新型所述催化剂原位再生反应器，包括：反应器、反应原料储罐、气体原料储罐、分离罐、溶剂储罐、二氧化碳储罐，各罐分别通过管线与反应器相连通，在各管线上分别设置换热器，在换热器两侧的管段上均设置阀门，在反应原料储罐侧的阀门、溶剂储罐侧的阀门与各自换热器之间的管段上均设置输送泵，在二氧化碳储罐侧的阀门与其换热器之间的管段上设置增压泵，在气体原料储罐侧的阀门与其换热器之间的管段上设置气体流量计，在分离罐侧的阀门与其换热器之间的管段上设置一阀门而成为相邻的两阀门，在所述相邻的两阀门之间的管段上分出一支管与反应器相连通，支管上设置输送泵，在支管上的输送泵两侧的管段上均设置阀门；在反应器上端设有气体排出口，在反应器下端设有出料口，在分离罐上端设有排气口，在分离罐下端设有排料口，在气体排出口、出料口、排气口、排料口处均设置阀门。

通过增压泵将二氧化碳增压到超临界流体状态，超临界流体状态的二氧化碳具有渗透力高、粘度低、溶解能力强的特性，同时相对分子量较小，能够在催化剂床层中充分渗透至催化剂微观孔道结构中，对堵塞在孔道中的杂质进行溶解并带离催化剂。同时，超临界二氧化碳与醇类、醛类、苯类溶剂等同时在反应器中进行循环流动，能够对催化剂充分浸润并进行多次清洗。根据催化剂失活状态，调整二氧化碳与溶剂的体积比，将由超临界二氧化碳从催化剂溶解出的物质在溶剂中充分分散，便于在下一步中能够尽可能完全带离反应器。通过排出所用溶剂与二氧化碳混合液，通过高压气液分离罐，逐步减压以排出二氧化碳，并通过后续的气体压缩装置对二氧化碳进行收集并存储以备再次使用，含杂质的溶剂通过后续的精馏装置提纯回收，可重复利用。