一种催化精馏塔及其成型工艺和应用制造技术

本申请涉及精馏塔设计制造的技术领域，具体涉及一种催化精馏塔及其成型工艺和应用

【技术实现步骤摘要】
一种催化精馏塔及其成型工艺和应用


[0001]本申请涉及精馏塔设计制造的
，具体涉及一种催化精馏塔及其成型工艺和应用
。

技术介绍

[0002]化工分离技术应用的领域十分广泛，原料
、
产品和对分离操作的要求也多种多样，这就决定了分离技术的发展性和多样性
。
无论是在炼油
、
化工，还是制药等工业过程中，精馏都是当前应用范围最广且最有效的分离技术之一，其性能的优劣
、
技术的高低将直接影响产品的产量
、
质量及回收率
。
催化精馏过程是非均相催化反应精馏的过程，是催化反应与精馏分离相耦合的化工过程，通过反应精馏塔来实现，是汽
、
液两相间传质和反应同时或交替进行的复杂过程
。
催化精馏的传质推动力包括普通精馏的汽
、
液两相间的组分浓度差和反应效应两部分
。
在催化剂的作用下，化学反应对汽液平衡产生一定影响，精馏操作对对化学平衡也有一定的影响，使得催化精馏的传质过程也变得十分复杂
。
由于催化精馏技术的高选择
、
高回收等特性，使得对其的研究更是一直以来人们所追求的高效益
、
低能耗的至上目标
。
[0003]催化精馏技术最早由美国
1921
年提出，是将化学催化反应和精馏分离操作耦合在同一反应器内并同时或交替进行的非均相催化反应的化工过程，即在反应精馏塔内部中间位置添加了催化剂床层，公司率先实现了均相反应精馏工艺的工业化，后期又实现了非均相体系过程的工业化
。1978
年，美国特许化工研究公司开始对催化精饱技术进行开发，并于
1981
年建成催化精馏装置并进行生产
。
自此世人开始对该项技术的理论与应用研究不断关注，催化精馏技术与传统的反应技术及蒸馏分离技术相比，具有颇为显著的特点
。
选择性好
、
转化率高
。
反应和精馏同时进行，可即时移走反应产物，或提高串
、
并联反应的选择性，能克服可逆反应的化学平衡转化率的限制，不仅对精馏性能有所改进，而且借助精馏的分离作用，还可提高反应的转化率和选择性
。
投资少，操作费用低
。
反应和精馏过程在一个设备内完成，可缩短反应时间，并提高生产能力
。
[0004]据反应和精馏耦合方法的不同，催化精馏塔一般分为两种形式：
①
化学反应在塔板上或具有催化作用的填料层内部发生，反应和精馏同时进行；
②
催化精馏塔分为反应段和精馏段两部分，反应和精馏交替进行
。
第一种方法可以实现催化精馏的连续稳定运行，
1999
年科研人员先后推出两种装填方式，将催化剂颗粒装入两个金属波纹丝网片的夹层中，形成的横向通道可使气液两相接触充分，催化剂润湿完全，催化反应效率也可提高
。
其传质过程与常规的规整填料近似，却可适用于腐蚀性产品的生产，且当催化剂活性降低时，亦可在塔内再生
。
实验表明其性能和指标均有所突破
。
[0005]以上方法均是将催化剂以颗粒的形式装入精馏塔填料的夹层中，实现催化精馏的效果，但是这种方式一是催化剂装填量受填料制约，二是催化剂易粉化，堵塞塔板间隙，造成精馏塔失效，因此必须找到一种更好的催化剂装载的方法，保证催化剂装填量的同时，可以兼顾反应精馏的连续稳定运行
。

技术实现思路

[0006]为了改善精馏塔中催化剂装载方式不甚合理的技术问题，本申请提供一种催化精馏塔及其成型工艺和应用，利用水热法将催化剂烧制填料表面形成催化剂层，使得催化精馏塔的催化过程稳定，便于连续稳定的催化精馏作业
。
[0007]第一方面，本申请提供一种催化精馏塔的成型工艺，采用如下的技术方案：
[0008]一种催化精馏塔的成型工艺，包括如下的步骤：
[0009]一
、
通过水热法，将精馏塔所需填料的表面烧制一层催化剂，形成带有催化剂层的精馏塔填料；
[0010]二
、
将步骤一中的精馏塔填料装入精馏塔中，形成催化精馏段；
[0011]三
、
将步骤二中得到的催化精馏段的上端与下端分别开有原料进料口，原料进料口通过管道与原料罐接通
。
[0012]在一个具体的可实施方案中，所述催化精馏段位于精馏塔的中部
。
[0013]在一个具体的可实施方案中，所述精馏塔填料包括
θ
环
。
[0014]在一个具体的可实施方案中，所述精馏塔填料波纹填料
。
[0015]在一个具体的可实施方案中，填料与催化剂的重量比为催化剂：填料＝1：
(8
～
12)。
[0016]在一个具体的可实施方案中，催化剂层的厚度为1～
10
μ
m。
[0017]在一个具体的可实施方案中，步骤一中，所述催化剂包括贵金属催化剂或金属氧化物催化剂
。
[0018]第二方面，本申请提供一种催化精馏塔，采用如下的技术方案：
[0019]一种催化精馏塔，由上述的成型工艺制备而成
。
[0020]第三方面，本申请提供一种催化精馏塔的应用，采用如下的技术方案：
[0021]一种催化精馏塔的应用，用于氯硅烷类物质歧化反应的精馏
。
[0022]本申请具有以下有益效果：
[0023]1、
本申请采用水热法将催化剂烧制在填料表面形成催化剂层，能够提高催化精馏塔催化剂的装填量和装填质量，填料形成的催化精馏段兼具精馏以及催化两种功能，同时可以保证气液两相接触充分，催化剂润湿完全，催化反应效率也可提高，降低物料的中间损失，妥善地优化了现有的精馏塔中催化剂装载方式不甚合理的技术问题，降低化工设备的前期投入，具有较高的应用潜力
。
[0024]2、
本申请的催化精馏段优选的位于精馏塔的中部，便于在实际精馏过程中与反应物充分接触，从而提高催化精馏的效率
。
[0025]3、
本申请的精馏塔填料既可以选用散堆填料
(
θ
环
)
也可以选用规整填料
(
波纹填料
)
，增加了该精馏塔的应用范围
。
[0026]4、
本申请的填料与催化剂的重量比优选为催化剂：填料＝1：
(8
～
12)
，在此范围内，催化剂可以均匀附着在填料表面，生成的催化剂层致密，难出现脱落的情况
。
[0027]5、
本申请的催化剂层厚度优选为1～
10
μ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种催化精馏塔的成型工艺，其特征在于，包括如下的步骤：一
、
通过水热法，将精馏塔所需填料的表面烧制一层催化剂，形成带有催化剂层的精馏塔填料；二
、
将步骤一中的精馏塔填料装入精馏塔
(1)
中，形成催化精馏段；三
、
将步骤二中得到的催化精馏段的上端与下端分别开有原料进料口
(4)
，原料进料口
(4)
通过管道与原料罐接通
。2.
根据权利要求1所述的一种催化精馏塔的成型工艺，其特征在于：所述催化精馏段位于精馏塔
(1)
的中部
。3.
根据权利要求1所述的一种催化精馏塔的成型工艺，其特征在于：所述精馏塔填料包括
θ
环
。4.<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈润泽，倪珊珊，王佳佳，张建伟，马领军，李欣，韩士全，王星帅，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞特种气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：