一種釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種反應(yīng)分離系統(tǒng)，特別是一種適用于化工、石油化工中氣、液、固三相催化放熱反應(yīng)的反應(yīng)釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工、石油化工技術(shù)領(lǐng)域，氣液固三相催化反應(yīng)過程，包括催化反應(yīng)和反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑分離兩個過程，一般情況下催化反應(yīng)在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行，分離過程在反應(yīng)釜外進(jìn)行，需要將反應(yīng)物料輸送到反應(yīng)釜外，造成能耗增加、設(shè)備占地面積大、投資高、物料外泄等問題?；蛘叽呋磻?yīng)過程和分離過程均在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行，其中分離過程有的采用袋式過濾器進(jìn)行分離，由于袋式過濾器耐用性和抗污染程度較差，使用周期較短，一般幾個月就需要停車更換，嚴(yán)重影響生產(chǎn)連續(xù)性，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加；有的采用金屬膜進(jìn)行分離，常因膜的污染問題，造成頻繁洗膜或更換新膜，影響生產(chǎn)和增加生產(chǎn)成本。此外，催化劑經(jīng)長期運(yùn)行，活性下降，頻繁停產(chǎn)更換失活催化劑，也是生產(chǎn)中較為棘手的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離系統(tǒng)，以解決氣、液、固三相催化放熱反應(yīng)中存在的催化劑失活、頻繁更換膜管以及金屬膜污染問題，實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是這樣的:一種釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離系統(tǒng)，由釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離裝置、催化劑配料罐、催化劑回收罐組成，催化劑配料罐通過管道與釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離裝置的催化劑進(jìn)口相連，釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離裝置的催化劑出口通過管路與催化劑回收罐相連。釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離裝置包括反應(yīng)釜，反應(yīng)釜罐體頂部設(shè)有進(jìn)料口、催化劑進(jìn)口、氣體出口、金屬膜分離器吊裝口，反應(yīng)釜罐體下側(cè)部設(shè)有氣相進(jìn)口，反應(yīng)釜罐體底部外側(cè)設(shè)有催化劑出口，反應(yīng)釜內(nèi)側(cè)底部設(shè)有攪拌器，攪拌器上方設(shè)有氣相盤管分布器，與罐體外側(cè)的氣相進(jìn)口相連，氣相盤管分布器開有出氣孔，反應(yīng)爸罐體內(nèi)中部設(shè)有冷卻盤管，反應(yīng)釜罐體內(nèi)的金屬膜分離器通過支架與反應(yīng)釜固定連接，金屬膜分離器的清液出口和反沖口設(shè)在反應(yīng)釜罐體底部外側(cè)，催化劑配料罐和催化劑回收罐內(nèi)設(shè)有攪拌器。
[0005]反應(yīng)爸罐體內(nèi)沿內(nèi)壁依次向內(nèi)呈環(huán)狀均勾分布I?4圈金屬膜分離器，金屬膜分離器的數(shù)量根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物的單位時間處理量和金屬膜的通量來設(shè)計。
[0006]所述金屬膜分離器是由多支金屬膜管豎向排列組成的膜堆，每支金屬膜管之間留有間隙，膜堆頂部設(shè)有膜堆上封頭，底部設(shè)有膜堆下封頭，金屬膜管通過固定花板與膜堆上、下封頭固定連接，金屬膜管的上端與膜堆上封頭相連通，金屬膜管的下端與膜堆下封頭相連通，金屬膜管通道內(nèi)流動的為清液，金屬膜管外間隙流動的為濃液，每支金屬膜管清液匯集到膜堆下封頭，膜堆下封頭設(shè)有清液出口和反沖口，所有金屬膜分離器的清液出口延伸至反應(yīng)釜外部使反應(yīng)產(chǎn)物得以收集。
[0007]金屬膜分離器中設(shè)有I?3只與金屬膜管長度相同、兩端開口、并行排列的金屬管，金屬管兩端分別與金屬膜分離器膜堆上、下封頭相連通，作為清液的通道，尤其是在金屬膜分離器反沖時，可使金屬膜分離器均勻反沖，確保反沖效果。
[0008]本實用新型適用于氣液固三相的放熱反應(yīng)，特別適用于己內(nèi)酰胺生產(chǎn)中氨肟化工段、環(huán)氧丙烷生產(chǎn)中丙烯環(huán)氧化工段、1，4 丁二醇生產(chǎn)中炔醛反應(yīng)工段、蒽醌法合成雙氧水中氫化工段(流化床)等反應(yīng)過程與催化劑和反應(yīng)液分離過程。
[0009]本實用新型的工作原理如下:氣相從反應(yīng)釜下側(cè)部氣相進(jìn)口進(jìn)入反應(yīng)釜罐體內(nèi)的氣相盤管分布器，并通過分布器上的出氣孔進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)，液相通過反應(yīng)釜罐體頂部的進(jìn)料口進(jìn)入反應(yīng)釜，催化劑經(jīng)催化劑配料罐配好后經(jīng)輸送栗和管道通過反應(yīng)釜罐體頂部的催化劑進(jìn)口進(jìn)入反應(yīng)釜內(nèi)，開啟攪拌器，氣相和液相反應(yīng)生成反應(yīng)產(chǎn)物，反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑通過金屬膜分離器進(jìn)行分離，分離后的反應(yīng)產(chǎn)物通過清液出口送至反應(yīng)釜外部進(jìn)行收集，催化劑被截留在反應(yīng)爸內(nèi)部繼續(xù)參與催化反應(yīng)，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量通過反應(yīng)爸內(nèi)部的冷卻盤管移走，同時在反應(yīng)過程中，未反應(yīng)的氣相從反應(yīng)釜罐體頂部的氣體出口逸出，起到攪拌楽料和帶走部分反應(yīng)熱的作用；在反應(yīng)分離的過程中，定時反沖，反沖時，清液從反沖口逆向進(jìn)入膜堆下封頭，反沖力通過金屬管內(nèi)清液的傳導(dǎo)作用，使金屬膜管內(nèi)清液受力均勻，對其進(jìn)行反沖，以去除金屬膜管表面的催化劑濾餅層，保證金屬膜分離器的分離效率，實現(xiàn)反應(yīng)和分離的穩(wěn)定運(yùn)行。同時，當(dāng)因催化劑失活而轉(zhuǎn)化率達(dá)不到生產(chǎn)指標(biāo)時，從反應(yīng)釜罐體底部的催化劑出口連續(xù)采出部分催化劑經(jīng)管道送至催化劑回收罐，之后，再從催化劑配料罐中經(jīng)輸送栗、管道、反應(yīng)釜罐體頂部的催化劑進(jìn)料口連續(xù)補(bǔ)加催化劑，采出的催化劑質(zhì)量與補(bǔ)加的催化劑質(zhì)量相等，從而使反應(yīng)體系的催化劑活性保持穩(wěn)定，保證催化反應(yīng)分離的連續(xù)、平穩(wěn)運(yùn)行。
[0010]本實用新型取得的有益效果是:
[0011](I)利用該系統(tǒng)反應(yīng)產(chǎn)物清液質(zhì)量穩(wěn)定，品質(zhì)好；(2)通過定時對金屬膜分離器反沖，去除金屬膜管表面的濾餅層，保證反應(yīng)產(chǎn)物清液的分離效率，延長檢修周期；(3)催化劑的連續(xù)采出與補(bǔ)加，確保催化反應(yīng)分離的連續(xù)進(jìn)行；(4)冷卻盤管和未反應(yīng)的氣相帶走反應(yīng)熱，解決反應(yīng)熱移出，確保反應(yīng)安全穩(wěn)定；(5)金屬膜管使用壽命長，無需頻繁更換。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離裝置的俯視圖。
[0015]圖4是金屬膜分離器的縱向剖視圖。
[0016]圖5是金屬膜分離器的橫向剖視圖。
[0017]圖6是單個金屬膜管的橫向剖視圖。
[0018]圖中標(biāo)號含義如下:
[0019]A、催化劑配料罐B、釜內(nèi)金屬膜反應(yīng)分離裝置C、催化劑回收罐
[0020]1、反應(yīng)釜罐體2、反應(yīng)釜上封頭3、進(jìn)料口 4、催化劑進(jìn)口 5、氣體出口 6、金屬膜分離器吊裝口 7、冷卻盤管8、人孔9、金屬膜分離器10、清液出口 11、反沖口 12、金屬膜分離器支架13、攪拌器安裝口 14、攪拌器15、催化劑出口 16、氣相盤管分布器17、反應(yīng)釜下封頭18、氣相進(jìn)口 19，20、冷卻盤管進(jìn)出口 21、上固定花板22、膜堆上封頭23、膜堆下封頭24、下固定花板25、中間固定花板26、金屬管27、清液28、
金屬膜管。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖以及附圖給出的具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步描