共沸催化反应塔制造技术

共沸催化反应塔，包括反应塔，反应塔内顶端设有除沫器，除沫器下方包括位于上部的共沸脱水段和下部的催化段；共沸脱水段装有塔内件，塔内件为包括规整填料或塔板中的任意一种；列管床包括多根竖置的列管，列管内填充模块催化剂，列管外壁和反应塔内壁之间为加热液流道，列管床顶部和底部均设置封闭挡板将加热液通道上下端闭合，挡板上设有多个开口连通对应的列管两头开口；共沸脱水段流下的反应原料依次穿过多段催化段排出；反应塔顶部设有气相出口、底部设有出料口，反应塔侧壁上位于列管床底部和对侧顶部分别设置加热液进口、加热液出口，中部连通反应塔侧壁上的进料口。本发明专利技术可解决传统设备工艺复杂、时间长、分散、效率低的技术问题。

Azeotropic catalytic reactor

Azeotropic catalytic reaction tower, including reaction tower, the top of the reaction tower is equipped with demister, the bottom of demister includes the upper azeotropic dehydration section and the lower catalytic section; the azeotropic dehydration section is equipped with tower internals, including any one of the regular packings or trays; the column bed consists of multiple vertical columns filled with modular catalysts, the outer walls of the columns and the inner walls of the reaction tower. A closed baffle is arranged at the top and bottom of the tubular bed to close the upper and lower ends of the heating liquid channel, and a plurality of openings are arranged on the baffle to connect the corresponding opening at both ends of the tube; the reactant materials flowing through the azeotropic dehydration section are discharged through the catalytic section in turn; the top of the reactor is provided with a gas outlet and the bottom is provided with an outlet; the side walls of the reactor are located at the bottom and opposite of the column bed. The heating liquid inlet and the heating liquid outlet are respectively arranged on the side top part, and the feed inlet and outlet on the side wall of the reaction tower are connected in the middle part. The invention can solve the technical problems of complex process, long time, dispersion and low efficiency of traditional equipment.

【技术实现步骤摘要】
共沸催化反应塔
本专利技术涉及一种三聚甲醛的合成装置，具体为共沸催化反应塔。
技术介绍
三聚甲醛是重要的化工原料，应用非常广泛。目前工艺上比较成熟的合成技术路线是：以35-45％的甲醛水溶液为原料，以液体硫酸为催化剂合成三聚甲醛，这样就给合成三聚甲醛的工艺带来先天不足：三废排放多、生产环境差、流程长、投资大、生产设备腐蚀严重等问题，因此开发一种高效节能、清洁环保的新技术势在必行。现存的合成方法为：35-45％含量的甲醛水溶液→减压浓缩→加热100℃→进入搪瓷反应釜→用2-10％硫酸催化→蒸发浓缩三聚甲醛水溶液→再萃取精制→烘干得到最终成品。传统设备应用过程中工艺复杂、时间长、效率低下，因此急需一种能够集共沸脱水、催化于一身，并能高效制取三聚甲醛的反应设备。
技术实现思路
为了克服上述技术的缺陷和不足，本专利技术提供一种共沸催化反应塔，解决传统设备应用过程中工艺复杂、时间长、设备分散、不能集成式地高效制取三聚甲醛的技术问题。本专利技术采用以下的技术方案：共沸催化反应塔，包括反应塔，所述反应塔内顶端设有除沫器，所述除沫器下方包括位于上部的共沸脱水段和下部的催化段，所述共沸脱水段的顶部从上至下依次设置分布器、格栅板；所述催化段的顶部从上至下依次设置分布器、格栅板，所述催化段的底部从上至下依次设有分布器、垫层、格栅板；所述共沸脱水段装有塔内件，所述塔内件为包括规整填料或塔板中的任意一种；所述塔内件选用包括规整填料，所述规整填料装填段数为N，且1≦N≦100，每段高度为1-3米，各段之间均设有分布器、格栅板，所述分布器在所述格栅板之上；或者所述塔内件选用包括塔板，所述塔板数为M，1≦M≦100；所述催化段包括列管床，所述催化段的段数为N，1≦N≦10，各段之间从上至下依次设有分布器、垫层、格栅板；所述列管床包括多根竖置的列管，所述列管内填充模块催化剂，所述列管外壁和反应塔内壁之间为加热液流道，所述列管床的顶部和底部均设置封闭挡板将加热液通道上下端闭合，所述挡板上设有多个开口连通对应的列管两头开口；所述共沸脱水段流下的反应原料依次穿过多段所述催化段中的各所述分布器、垫层、格栅板、列管排出；所述反应塔顶部设有气相出口、底部设有出料口，所述反应塔侧壁上位于所述列管床底部设置加热液进口、所述加热液进口对侧在所述反应塔侧壁上位于列管床顶部设置加热液出口，所述反应塔最上部的分布器连通其侧壁上设置的第一回流进液口、最下部的分布器连通其侧壁上设置的第二回流进液口，中部的所述塔内件上方的分布器连通所述反应塔侧壁上设置的进料口。所述的垫层为石英砂或瓷球以不同颗粒度组合成的五层层状结构，所述五层层状结构即为五级级配：即最上层颗粒度接近于或略大于所述催化剂的颗粒度，最下层的颗粒度略大于所述格栅板的间隙尺度，之间三层从上至下，由小渐大、上下粒度衔接排列，每层厚度在5～15cm。所述除沫器、分布器、格栅板，其材质都是不锈钢。各段所述催化段上均设有加热液进口和加热液出口。所述模块催化剂包括催化剂、金属丝网、金属丝网波纹板，所述模块催化剂由所述的金属丝网、金属丝网波纹板间隔平行设置，两片所述金属丝网之间承装所述的催化剂颗粒形成催化剂层，且该催化剂层内的所述催化剂颗粒被所述的金属丝网波纹板隔开放置；所述的模块催化剂内的所述催化剂层间隔设置。所述催化剂颗粒为球状或珠状的强酸性树脂催化剂、耐高温强酸树脂催化剂或负载金属的超强酸树脂催化剂。所述负载金属的种类为元素周期表的主族II和VIII族元素，负载量为所述树脂催化剂交换量的1-20％。本专利技术有以下积极有益效果：取代了现有设备中的多个分散式组件的连接，将多种功能集成在一个反应塔中，大大简化了生产工艺，缩短了反应时间，在高效制取三聚甲醛时效果显著。甲醛水溶液与共沸剂混合后，在共沸脱水、提浓催化的协同作用下，生产高纯三聚甲醛产品，克服了现存水吸收技术、浓缩技术、硫酸催化技术、萃取烘干技术存在的缺陷和弊端，开创了一条工艺条件温和，工艺流程短，投资小，见效快，高效低耗，清洁环保诸多优势兼具的新技术工艺路线。附图说明图1共沸催化反应塔应用在合成三聚甲醛的方法中的流程图；图2为单根列管横截面处模块催化剂的结构示意图。附图编号：1-反应塔，101-气相出口，102-第一回流进液口，103-进料口，104-加热液进口，105-出料口，106-加热液出口，107-第二回流进液口，2-冷凝器一，3-冷凝罐一，4-聚结器，5-回流泵一，6-加热器，7-原料进料泵，8-成品精馏塔，9-重沸器，10-冷凝器二，11-冷凝罐二，12-回流泵二，13-除沫器，14-分布器，15-塔内件，16-列管床，17-列管，18-垫层，19-格栅板，40-模块催化剂，401-催化剂层，402-金属丝网，403-金属丝网波纹板。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明。以下实施例仅是为清楚说明本专利技术所作的举例，而并非对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本专利技术精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之中。参见图1，共沸催化反应塔，包括反应塔1，所述反应塔1内顶端设有除沫器13，所述除沫器13下方包括位于上部的共沸脱水段和下部的催化段，所述共沸脱水段的顶部从上至下依次设置分布器14、格栅板19；所述催化段的顶部从上至下依次设置分布器14、格栅板19，所述催化段的底部从上至下依次设有分布器14、垫层18、格栅板19；所述共沸脱水段装有塔内件15，所述塔内件15为包括规整填料或塔板中的任意一种；所述塔内件15选用包括规整填料，所述规整填料装填段数为N，且1≦N≦100，每段高度为1-3米，各段之间均设有分布器14、格栅板19，所述分布器14在所述格栅板19之上；或者所述塔内件15选用包括塔板，所述塔板数为M，1≦M≦100；所述催化段包括列管床16，所述催化段的段数为N，1≦N≦10，各段之间从上至下依次设有分布器14、垫层18、格栅板19；所述列管床16包括多根竖置的列管17，所述列管17内填充模块催化剂40，所述列管17外壁和反应塔1内壁之间为加热液流道，所述列管床16的顶部和底部均设置封闭挡板将加热液通道上下端闭合，所述挡板上设有多个开口连通对应的列管17两头开口；所述共沸脱水段流下的反应原料依次穿过多段所述催化段中的各所述分布器14、垫层18、格栅板19、列管17排出；所述反应塔1顶部设有气相出口101、底部设有出料口105，所述反应塔1侧壁上位于所述列管床16底部设置加热液进口104、所述加热液进口104对侧在所述反应塔1侧壁上位于列管床16顶部设置加热液出口106，所述反应塔1最上部的分布器14连通其侧壁上设置的第一回流进液口102、最下部的分布器14连通其侧壁上设置的第二回流进液口107，中部的所述塔内件15上方的分布器14连通所述反应塔1侧壁上设置的进料口103。所述的垫层18为石英砂或瓷球以不同颗粒度组合成的五层层状结构，所述五层层状结构即为五级级配：即最上层颗粒度接近于或略大于所述催化剂的颗粒度，最下层的颗粒度略大于所述格栅板19的间隙尺度，之间三层从上至下，由小渐大、上下粒度衔接排列，每层厚度在5～15cm。所述除本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.共沸催化反应塔，包括反应塔(1)，其特征在于，所述反应塔(1)内顶端设有除沫器(13)，所述除沫器(13)下方包括位于上部的共沸脱水段和下部的催化段，所述共沸脱水段的顶部从上至下依次设置分布器(14)、格栅板(19)；所述催化段的顶部从上至下依次设置分布器(14)、格栅板(19)，所述催化段的底部从上至下依次设有分布器(14)、垫层(18)、格栅板(19)；所述共沸脱水段装有塔内件(15)，所述塔内件(15)为包括规整填料或塔板中的任意一种；所述塔内件(15)选用包括规整填料，所述规整填料装填段数为N，且1≦N≦100，每段高度为1‑3米，各段之间均设有分布器(14)、格栅板(19)，所述分布器(14)在所述格栅板(19)之上；或者所述塔内件(15)选用包括塔板，所述塔板数为M，1≦M≦100；所述催化段包括列管床(16)，所述催化段的段数为N，1≦N≦10，各段之间从上至下依次设有分布器(14)、垫层(18)、格栅板(19)；所述列管床(16)包括多根竖置的列管(17)，所述列管(17)内填充模块催化剂(40)，所述列管(17)外壁和反应塔(1)内壁之间为加热液流道，所述列管床(16)的顶部和底部均设置封闭挡板将加热液通道上下端闭合，所述挡板上设有多个开口连通对应的列管(17)两头开口；所述共沸脱水段流下的反应原料依次穿过多段所述催化段中的各所述分布器(14)、垫层(18)、格栅板(19)、列管(17)排出；所述反应塔(1)顶部设有气相出口(101)、底部设有出料口(105)，所述反应塔(1)侧壁上位于所述列管床(16)底部设置加热液进口(104)、所述加热液进口(104)对侧在所述反应塔(1)侧壁上位于列管床(16)顶部设置加热液出口(106)，所述反应塔(1)最上部的分布器(14)连通其侧壁上设置的第一回流进液口(102)、最下部的分布器(14)连通其侧壁上设置的第二回流进液口(107)，中部的所述塔内件(15)上方的分布器(14)连通所述反应塔(1)侧壁上设置的进料口(103)。...

【技术特征摘要】
1.共沸催化反应塔，包括反应塔(1)，其特征在于，所述反应塔(1)内顶端设有除沫器(13)，所述除沫器(13)下方包括位于上部的共沸脱水段和下部的催化段，所述共沸脱水段的顶部从上至下依次设置分布器(14)、格栅板(19)；所述催化段的顶部从上至下依次设置分布器(14)、格栅板(19)，所述催化段的底部从上至下依次设有分布器(14)、垫层(18)、格栅板(19)；所述共沸脱水段装有塔内件(15)，所述塔内件(15)为包括规整填料或塔板中的任意一种；所述塔内件(15)选用包括规整填料，所述规整填料装填段数为N，且1≦N≦100，每段高度为1-3米，各段之间均设有分布器(14)、格栅板(19)，所述分布器(14)在所述格栅板(19)之上；或者所述塔内件(15)选用包括塔板，所述塔板数为M，1≦M≦100；所述催化段包括列管床(16)，所述催化段的段数为N，1≦N≦10，各段之间从上至下依次设有分布器(14)、垫层(18)、格栅板(19)；所述列管床(16)包括多根竖置的列管(17)，所述列管(17)内填充模块催化剂(40)，所述列管(17)外壁和反应塔(1)内壁之间为加热液流道，所述列管床(16)的顶部和底部均设置封闭挡板将加热液通道上下端闭合，所述挡板上设有多个开口连通对应的列管(17)两头开口；所述共沸脱水段流下的反应原料依次穿过多段所述催化段中的各所述分布器(14)、垫层(18)、格栅板(19)、列管(17)排出；所述反应塔(1)顶部设有气相出口(101)、底部设有出料口(105)，所述反应塔(1)侧壁上位于所述列管床(16)底部设置加热液进口(104)、所述加热液进口(104)对侧在所述反应塔(1)侧壁上位于列管床(16)顶部设置加热液出口(106)，所述反应塔(1)最上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛进池，刘文飞，
申请(专利权)人：凯瑞环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13