一種催化劑裝填構(gòu)件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于催化精餾塔的催化劑裝填構(gòu)件，具體為一種適用于輕汽 油醚化催化精餾塔的催化劑裝填構(gòu)件。
【背景技術(shù)】
[0002] 催化精餾技術(shù)的關(guān)鍵在于反應(yīng)段催化劑床層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝。為了滿足反應(yīng)和 精餾的基本要求，催化劑在塔內(nèi)的裝填方式必須要滿足以下條件：①使反應(yīng)段的催化劑床 層具有足夠的自由空間，提供氣液相的流動(dòng)通道，以進(jìn)行液相反應(yīng)和汽液傳質(zhì)。②具有足夠 的表面積，進(jìn)行催化反應(yīng)；③允許催化劑顆粒的膨脹和收縮，而不損傷催化劑。
[0003] 美國(guó)專利US4471154提出將催化劑顆粒裝填在塔板上。塔盤的上下截面用絲網(wǎng)隔 開(kāi)，再用絲網(wǎng)將塔盤分成若干個(gè)區(qū)域，然后在這若干個(gè)絲網(wǎng)隔開(kāi)的區(qū)域內(nèi)裝填一定量的催 化劑。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是催化劑在絲網(wǎng)筐內(nèi)呈流化狀態(tài)，催化劑表面更新較快，催化劑利用 率較高，但塔盤壓降較大，催化劑裝填量也有限。
[0004] 美國(guó)專利US4215011提出了將催化劑顆粒用布包裹卷成捆狀。用折疊的布縫成口 袋，將固體催化劑顆粒裝入口袋，再將口袋縫合，最后用另一層波紋絲網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)把裝有催 化劑的袋子卷起來(lái)，形成圓柱形催化劑捆扎包，波紋絲網(wǎng)創(chuàng)造的空隙允許氣相通過(guò)并與液 相接觸傳質(zhì)，但催化劑床層阻力較大。
[0005] 美國(guó)專利US5454913提出將催化劑顆粒裝入降液管中。塔中降液管采用絲網(wǎng)類材 料制成，降液管從反應(yīng)段上部直接通到下部，中間設(shè)計(jì)分離塔盤。在降液管的最下部用管材 將眾多降液管連結(jié)起來(lái)，通過(guò)裝卸口引出塔。這種結(jié)構(gòu)使催化劑裝卸方便，床層下放的催化 劑有可能被壓碎。
[0006] 美國(guó)專利US5449501提出了與美國(guó)專利US5454913相反的設(shè)計(jì)思路。將降液管改 為氣相通道，將催化劑直接填滿催化精餾塔的其余空間。催化劑床層的上下底面覆以篩網(wǎng) 封住催化劑。
[0007] 中國(guó)專利CN99124796. 5將催化劑制成具有中心孔道的顆粒，用一種連接件將催 化劑顆粒連接成串，將它均勻地放入規(guī)整填料的氣、液自由通道中，構(gòu)成催化精餾結(jié)構(gòu)。這 種催化精餾結(jié)構(gòu)具有同時(shí)使用催化劑分布均勻和床層空隙大的特點(diǎn)，使催化劑利用率高、 塔壓降較小等優(yōu)點(diǎn)，但催化劑裝填量小，且生產(chǎn)工藝復(fù)雜。
[0008] 中國(guó)專利CN03265855. 9提出了將催化劑顆粒裝入一種網(wǎng)袋中，網(wǎng)袋置于規(guī)整填 料的波谷內(nèi)。該種催化劑裝填構(gòu)件既可實(shí)現(xiàn)小顆粒催化劑的使用，還能使催化蒸餾反應(yīng)段 床層具有較大的孔隙率，并使催化劑均勻地分布在整個(gè)床層中，同時(shí)對(duì)催化劑的強(qiáng)度要求 不高，但催化劑裝填量較小。
[0009] 中國(guó)專利CN200810052268. 4提出了一種催化劑網(wǎng)盒在絲網(wǎng)和平橋制成的帶有防 溢流擋板的封閉式網(wǎng)盒內(nèi)設(shè)置有催化劑顆粒，催化劑裝填構(gòu)件是催化劑層上下層交錯(cuò)排列 于塔內(nèi)，相鄰層的催化劑網(wǎng)盒不在同一軸線上重合。其特點(diǎn)是合理有效地將催化劑分布于 塔內(nèi)，配合催化劑網(wǎng)盒上方的防溢流擋板，利用液體本身的重力勢(shì)能使液體在催化劑床層 至上而下均勻地穿過(guò)流動(dòng)，避免了由于液體橫向擴(kuò)散到催化劑表面而使催化劑表面更新緩 慢的問(wèn)題；且催化劑網(wǎng)盒間存在一定的距離，即設(shè)置了大量的氣相通道，在氣相通道中放置 傳質(zhì)原件，但存在催化劑床層阻力大、催化精餾塔處理量小的缺點(diǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 本實(shí)用新型的目的，是提供了一種催化精餾塔內(nèi)催化劑的裝填構(gòu)件，該裝填構(gòu)件 適用于輕汽油醚化制甲基叔丁基醚的催化精餾塔。采用本實(shí)用新型所述催化劑裝填構(gòu)件， 可提高輕汽油中叔碳烯烴轉(zhuǎn)化率，實(shí)現(xiàn)甲基叔丁基醚的有效分離，能有效降低能耗。
[0011] 本實(shí)用新型所述的催化劑裝填構(gòu)件，置于催化精餾塔內(nèi)，包括筒體以及設(shè)置在筒 體內(nèi)的至少兩個(gè)塔板，塔板上設(shè)有若干塔板孔，相鄰塔板與筒體構(gòu)成重復(fù)單元，重復(fù)單元內(nèi) 縱向設(shè)有若干通氣管，通氣管的頂部設(shè)置在一塔板的下方，其底部與另一塔板相連接，在重 復(fù)單元內(nèi)依次加入瓷環(huán)和催化劑分別形成瓷環(huán)層和催化劑層，催化劑層的高度低于通氣管 的高度，通氣管的頂部連接有通氣管帽罩，且通氣管頂部沿著與通氣管帽罩的連接處開(kāi)有 若干通氣孔。
[0012] 所述通氣管的頂部為鋸齒形或波浪形。
[0013] 所述通氣孔個(gè)數(shù)為4~10個(gè)，反應(yīng)過(guò)程中氣體從此逸出，可有效增加傳質(zhì)效率。
[0014] 所述通氣管帽罩呈傘形，所述通氣管帽罩的直徑大于通氣管的直徑，且通氣管帽 罩超出通氣管的四周開(kāi)有帽罩孔。
[0015] 所述通氣管帽罩上的開(kāi)孔率為10 %~80%。
[0016] 所述通氣管帽罩上的開(kāi)孔率為40 %~60%。
[0017] 所述通氣管的側(cè)壁開(kāi)有通孔，有利于反應(yīng)產(chǎn)生的氣體由該通孔逸出，增加氣液兩 相間的傳質(zhì)。
[0018] 所述通氣管直徑為塔板直徑的0? 05~0? 2。
[0019] 所述通氣管在每層塔板上排布1~12個(gè)。
[0020] 所述通氣管在每層塔板上排布4~8個(gè)。
[0021] 本實(shí)用新型所述的催化精餾裝填構(gòu)件的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0022] 1、本實(shí)用新型所述催化劑裝填構(gòu)件中，由于分布若干通氣管，可使向上流動(dòng)的氣 體沿氣相通道穿過(guò)催化劑床層，順利通過(guò)通氣管頂端的通氣孔后在催化劑裝填層上方與液 相接觸；由于通氣管側(cè)壁開(kāi)有通孔，部分氣相可直接通過(guò)通孔與催化劑層中的液相接觸，兩 者共同作用可有效進(jìn)行氣液傳質(zhì)。一方面，避免了催化劑因氣體向上流動(dòng)而造成的磨損與 破碎，另一方面，降低了床層壓降，加強(qiáng)了氣液傳質(zhì)能力，可實(shí)現(xiàn)甲基叔丁基醚的有效分離， 能有效降低能耗。
[0023] 2、本實(shí)用新型催化劑裝填構(gòu)件中，塔板上分布著與其垂直的通氣管，通氣管的氣 相通道將同一裝填構(gòu)件分為液固反應(yīng)區(qū)和氣液反應(yīng)區(qū)，上層塔板內(nèi)流下的液體靠自身重 力，通過(guò)塔板上的塔板孔，與自下而上的氣體傳質(zhì)后可均勻地通過(guò)催化劑床層。增大了液體 在催化劑上的停留時(shí)間，促進(jìn)了反應(yīng)的進(jìn)行，可提高輕汽油中叔碳烯烴轉(zhuǎn)化率。
[0024] 3、本實(shí)用新型催化劑裝填構(gòu)件中，通氣管帽罩上分布著可使上層塔板流下的液體 均勻通過(guò)的帽罩孔，帽罩孔能有效分散液體，促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行，提高輕汽油中叔碳烯烴的轉(zhuǎn)化 率。
【附圖說(shuō)明】：
[0025] 圖1本實(shí)用新型重復(fù)單元的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2本實(shí)用新型塔板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖3本實(shí)用新型催化劑裝填構(gòu)件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖4本實(shí)用新型通氣管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；