盘式组装的袋装催化精馏填料制造技术

本实用新型专利技术涉及一种盘式组装的袋装催化精馏填料，其结构包括组件A和组件B的两种组件：组件A是缝合而成的长方形催化剂包，其内填充催化剂颗粒；组件B是规整填料片；组件B的规整填料片与组件A的催化剂包平行紧密叠放，并卷曲呈盘式螺旋结构，然后用箍紧片固定，形成催化精馏填料。本实用新型专利技术催化剂包缝合尺寸可调，且催化剂装填密度可控，调整催化剂含量，提高催化剂利用率。组件A和组件B交替放置，规整填料片改善流体流动，保证气液两相均匀分布，使反应物和生成物不断被分离至塔顶和塔底，促进传质过程，提高反应速率。催化精馏填料结构呈盘式螺旋结构，催化剂包和规整填料片间隔排列，改善气液两相径向分布，同时可降低压降。

Packed catalytic packed packed in tray type

The utility model relates to a packing bag of catalytic distillation disc assembly, its structure includes two kinds of component A and component B: A component is a rectangle catalyst sewed and package, filled with catalyst particles; the component B is a catalyst for structured packing; structured packing and component A B component package in parallel closely stacked, and curled into a disc spiral structure, and then use the hoop sheet is fixed, the formation of catalytic distillation packing. The catalyst bag of the utility model has the advantages of adjustable stitching size, controllable catalyst loading density, adjustable catalyst content and improved catalyst utilization rate. Components A and B are placed alternately, structured packing to improve fluid flow, ensure the uniform distribution of the gas and liquid, the reactants and products are separated from the tower top and bottom, to promote the mass transfer process, improve the reaction rate. The structure of catalytic distillation packing is a plate spiral structure. The catalyst package and structured packing sheet are arranged in intervals to improve the radial distribution of gas-liquid two-phase and reduce pressure drop at the same time.

【技术实现步骤摘要】
盘式组装的袋装催化精馏填料
本技术是一种盘式组装的袋装催化精馏填料，属于化工行业催化精馏技术范畴，特别涉及催化精馏塔内的过程优化和强化。
技术介绍
催化精馏过程是催化反应和精馏过程的高度耦合，是将催化剂引入精馏塔，固体催化剂在催化精馏工艺中既作为催化剂加速化学反应，又作为填料或塔内件提供传质表面，所以塔内填料必须同时具备催化和气液传质两项功能。原料在塔内经催化反应后得到生成物可以被连续移出，推动反应继续进行，使得催化精馏过程具有更高的生产能力。催化精馏填料结构是直接影响催化精馏过程效率的重要因素，因此，填料不仅要保证塔内气液两相充分混合，还要求使反应物和催化剂的接触时间区间范围大且可控。近年来，催化精馏填料的研究与专利专利技术主要集中在提高催化剂装填量，保证汽液、液固良好的传质效率，以及降低塔内压降三个技术方面。中国专利CN201510942019.2中，福州大学开发了一种高效催化精馏塔塔内催化剂捆扎包填料包括催化剂包链和规整波纹填料片,所述催化剂包链是由复数个具有中空结构的催化剂包串联而成,所述催化剂包内装有固体催化剂颗粒,所述催化剂包链与规整波纹填料片紧密贴合盘旋后由紧箍片固定成型。这种结构对于传统的捆扎包结构进行了有效的改进，但催化剂包内中空结构增加了填料加工难度，降低了催化剂装填量，且塔内压降需进一步降低。中国专利CN201410049831.8中，天津大学开发了一种盘式螺旋自分布催化精馏结构，在结构内设置有两种间隔排列的催化剂组件：组件A是填料片外包裹丝网、内填充催化剂，形状为长方体、拱形或多边形，要求是多个组件A形成环状结构的周向排布；组件B是外包丝网内置催化剂颗粒的长方体催化剂包，并扭转成螺旋状，催化剂包外需放置带孔的隔板,多个组件B形成环状结构的周向排布。此结构两组件都含催化剂颗粒，提高了催化剂装填量，增加了汽液传质面积。但因流动阻力较大，塔内压降较高。中国专利CN201310689147.1中，天津大学开发了一种圆形排布的催化精馏填料，填料层内设置有两种组件：将填料片叠放在一起，外面包裹一层丝网，内填充催化剂，将丝网缝合起来，定义为组件1；组件2为规整填料片；组件1与组件2叠放并卷曲，然后用箍紧片固定，形成催化精馏填料。此结构，可减少塔内压降，但催化剂装填量较少，塔内停留时间较短。
技术实现思路
为解决现有反应精馏技术中催化精馏填料难以同时满足反应过程与分离过程的要求，以及加工工艺复杂的问题。本技术的目的在于提供一种高效的盘式组装的袋装催化精馏填料，简化催化精馏填料加工及安装工艺，并通过改变填料内部催化剂包与规整填料的组合方式，提高填料对于反应过程与分离过程两者的适配度，代替传统的捆扎包式催化精馏填料，强化催化精馏过程，改善径向分布，提高催化剂利用率，降低催化精馏塔内压降，从而强化催化精馏塔反应效果。本技术是这样实现的：一种盘式组装的袋装催化精馏填料，其结构包括组件A和组件B的两种组件：组件A是缝合而成的长方形催化剂包，其内填充催化剂颗粒；组件B是规整填料片；组件B的规整填料片与组件A的催化剂包平行紧密叠放，并卷曲呈盘式螺旋结构，然后用箍紧片固定，形成催化精馏填料。所述的组件A是由绢丝布、尼龙布、涤纶布或玻璃纤维布缝合而成的催化剂包；对于腐蚀性催化反应过程，可使用抗腐蚀材料缝合催化剂包。所述的组件A的缝合尺寸可根据催化剂颗粒大小及颗粒装填情况而定，相邻缝合线之间的缝合尺寸可以为10-200mm。所述的组件B可为开窗导流填料片、金属丝网填料、丝网波纹填料、刺孔波纹调料、孔波波纹填料片、压延孔板波纹填料或蜂窝填料片的规整填料片。所述的组件A和组件B的数量比为1:1至1:100。所述的组件B中规整填料片与催化剂包叠放方式包括以下三种情况：1.组件B为1片规整填料片，平行叠放于催化剂包之下。2.组件B为多片规整填料片，置于催化剂包上下层，上下层数平均分配。3.组件B为多片规整填料片，置于催化剂包上下层，催化剂包下层较催化剂包上层多一片。所述的组件A与组件B等高。塔内反应段放置多层填料盘时，上下填料盘可旋转180°设置摆放。本技术专利的优点有：1.催化剂包缝合尺寸可调，且催化剂装填密度可控，调整催化剂含量，控制反应物和催化剂间的接触时间，提高催化剂利用率。2.组件A和组件B交替放置，规整填料片改善流体流动，保证气液两相均匀分布，使反应物和生成物不断被分离至塔顶和塔底，促进传质过程，提高反应速率。3.催化精馏填料结构呈盘式螺旋结构，催化剂包和规整填料片间隔排列，改善气液两相径向分布，同时可降低压降。4.组件B中规整填料的片数可根据不同工艺需求调整，从而提高填料对于反应过程与分离工程的适配度，综合反应接触时间及塔内压降多因素，增加反应通量，降低塔内压降。附图说明图1是本技术催化精馏填料中组件B含有2片填料片的俯视图；图2是本技术催化精馏填料中组件B含有2片填料片的剖面图；图3是本技术催化精馏填料中组件B含有5片填料片的剖面图；其中：1-催化剂包，2-规整填料片，3-塔壁。具体实施方式结合图1和图2对本技术进行说明：本技术为一种盘式组装的袋装催化精馏填料，采用催化剂包和催化精馏规整填料相结合的方式组装，催化剂包和规整填料平行紧密叠放，其中规整填料数量可根据实际实验需求确定，实验过程对于塔内压降及气液传质要求较高，需增加规整填料数量，有效的改善了普通捆扎包式催化精馏填料径向分布不均，以及塔内压降大的问题，开窗导流填料改善气液流通通道，从而增加气液两相接触面积，增强该催化精馏填料的传质效率；当对于催化反应过程要求较高时，可适当减少规整填料片数量，增加催化剂包填充密度。图1为本技术填料的俯视图，将组件A和组件B平行紧密叠放后，卷曲呈盘式螺旋结构填充在精馏塔内，用箍紧片将填料盘箍紧并固定。置于塔内反应段；反应段内填料盘数量可根据实验要求，反应停留时间等因素综合决定，多层填料盘之间可旋转180°安装。上下填料盘可采用不同数量的催化剂包与规整填料组合方式。在催化精馏塔内，液相从组件A和组件B中向下流动，液体在径向上在两组件内部反复流动，液相在组件A中进行传质过程。液相在两种组件中交替流动，促进了反应的进行和物系的分离。气相从填料盘中上升，在组件A中与液相进行传质，最终达到塔顶，收获轻相，塔底收获重相。以下结合具体实施例进行进一步说明：实施例1：以稀醋酸在NKC-9的作用下合成醋酸甲酯过程中，催化剂包选择耐腐蚀材料缝制而成，催化剂粒径为1mm，催化剂包的相邻缝合线之间的缝合尺寸为20mm。此催化精馏过程速率由表面反应速率控制，催化剂包与规整填料片的数量比为1:1，催化精馏填料中组件B采用开窗导流填料，填料片平行叠放于催化剂包之下，并卷曲成型。塔径DN1000，上下填料盘安装时无需旋转。反应段设8盘填料。使用本技术催化精馏填料与使用普通捆扎包式催化精馏填料相比，径向分布均匀，塔内压降降低12.8％，反应转化率高达99.8％以上，醋酸甲酯的纯度提高16％。实施例2：在氯硅烷反歧化反应精馏装置中，催化剂包选用尼龙布缝制而成，催化剂选择反歧化催化剂SA66，催化剂包的相邻缝合线之间的缝合尺寸为50mm。此催化精馏过程对于反应过程与精馏过程的耦合度要求较高，为提高每盘填料持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘式组装的袋装催化精馏填料，其特征是包括组件A和组件B的两种组件：组件A是缝合而成的长方形催化剂包，其内填充催化剂颗粒；组件B是规整填料片；组件B的规整填料片与组件A的催化剂包平行紧密叠放，并卷曲呈盘式螺旋结构，然后用箍紧片固定，形成催化精馏填料。

【技术特征摘要】
1.一种盘式组装的袋装催化精馏填料，其特征是包括组件A和组件B的两种组件：组件A是缝合而成的长方形催化剂包，其内填充催化剂颗粒；组件B是规整填料片；组件B的规整填料片与组件A的催化剂包平行紧密叠放，并卷曲呈盘式螺旋结构，然后用箍紧片固定，形成催化精馏填料。2.如权利要求1所述的催化精馏填料；其特征是所述的组件A是由绢丝布、尼龙布、涤纶布或玻璃纤维布缝合而成的催化剂包。3.如权利要求1所述的催化精馏填料；其特征是所述的组件A相邻缝合线之间的缝合尺寸为10-200mm。4.如权利要求1所述的催化精馏填料；其特征是所述的组件B为开窗导流填料片、金属丝网填料、丝网波纹填料、刺孔波纹调料、孔波波纹填料片、压延孔板波纹填...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春江，李丹，王义成，冷东斌，吕晓东，李玥，郑龙云，
申请(专利权)人：天津大学，丹东明珠特种树脂有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12