一种移动催化蒸馏设备及其应用，其催化蒸馏塔包括反应段、可选的精馏段和提馏段，所述的反应段包括至少一个催化剂床(2)，催化剂床(2)由上到下分层排列，催化剂床层之间由催化剂输送管(4)连通，最上层催化剂床(2)上部经催化剂输送管(4)连通装剂口(5)，最底层催化剂床(2)下部经卸剂口阀门(12)连通卸剂口(11)；催化剂床(2)中设置导汽管(8)，催化剂床(2)底部设置溢流堰(9)。该设备尤其适用于催化剂失活较快，装置运转周期短的催化蒸馏过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型移动床催化蒸馏设备，可用于甲醇脱水制二甲醚、C4 C6叔烯烃与Cl C2脂肪醇生成醚类化合物、醇酸酯化反应，以及其他可采用催化蒸馏工艺的液相反应，尤其适用于催化剂失活较快反应体系。
技术介绍
催化蒸馏是将反应和分离过程耦合在同一个设备中进行的一项技术，在反应的同时将生成的产品分离出去，从而打破原有的反应平衡限制，使反应趋于完全，提高反应物的转化率；反应过程放热可作为汽化潜热为物料所吸收，从而使得过程的能耗大为降低；由于反应和分离过程在同一设备内完成，工艺流程得到简化，有利于降低设备投资和操作费用。催化蒸馏塔通常由三部分组成上部精馏段，下部提馏段和中部反应段，其中反应段为关键部位， 必须同时具有催化反应和产品分馏的功能，因此对反应段的结构要求比较严格。较早的国外专利报道了许多反应段特殊结构，如专利US4471154是把催化剂装在织物或不锈钢丝网中做成催化剂包，再把小包放在塔板上；专利US4215011是将催化剂小颗粒装在一个条形小袋中，用不锈钢丝网将小袋撑开，然后卷成螺旋状置于塔板上，上述两种催化剂装填方法都非常复杂，且装填量有限，影响反应效率。中国专利CN1022382C公开了一种专利技术，其反应段为设置有汽升管的重叠放置的催化剂床层，相邻的床层之间设塔板或填料，其特点是每个催化剂床层的上部设有催化剂装入口，下部设有催化剂卸出口，相邻床层间可以设有催化剂连通管，每个床层的上部设有用于平整催化剂的手孔；另外专利CN1074680C公开了一种管壳式催化蒸馏设备，其特点是反应段是由竖直排列的分馏管及分馏管之间的催化剂组成，分馏管管壁开口，液体在催化剂床层反应后进入分馏管进行分馏作用。上述两种方法虽然都设有催化剂的装填和卸料口，但催化剂的装卸非常麻烦，如需要人为对催化剂表面进行平整，不能实现催化剂的连续装卸，且液相主要以轴向流动为主，装置压降较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一是提供一种催化剂可以在催化蒸馏塔内缓慢连续移动，以不断更新催化剂的催化蒸馏设备。本专利技术要解决的技术问题之二是提供一种催化剂可以在催化蒸馏塔内的缓慢连续移动的移动催化蒸馏设备的应用方法。本专利技术提供的移动催化蒸馏设备，其催化蒸馏塔包括反应段、可选的精馏段和提馏段，所述的反应段包括至少一个催化剂床2，催化剂床2由上到下分层排列，催化剂床层之间由催化剂输送管4连通，最上层催化剂床2上部经催化剂输送管4连通装剂口 5，最底层催化剂床2下部经卸剂口阀门12连通卸剂口 11 ；催化剂床2中设置导汽管8，催化剂床 2底部设置溢流堰9。本专利技术提供的移动催化蒸馏设备的应用方法，催化剂由装剂口 5连续加入并向下移动，经各层催化剂床2，由最下层催化剂床2底部卸出，催化剂移动速率可通过卸出口的阀门开度进行控制；反应物流引入催化蒸馏塔内，分馏为汽液两相，汽相物流穿过催化剂床 2向上，液相物流穿过催化剂床2经催化剂床2外侧的床层溢流堰9和床层降液管10向下流动，反应物流在催化剂床内和催化剂接触反应，反应后物流继续分馏。本专利技术的优点本专利技术提供的催化蒸馏设备在应用过程中，催化剂采用移动床装填形式，催化剂装填量大，且催化剂可在各床层间缓慢移动，从而实现催化剂的不断更新，始终保持较高的反应活性。该设备尤其适用于催化剂失活较快，装置运转周期短的液相反应体系。该设备可与催化剂再生设备配套运行，使装置连续长周期运转。另外，由于液相的径向流动，还可减小全塔压降，降低塔釜操作温度，达到节能降耗的目的。附图说明图1为移动催化蒸馏塔反应段结构示意图；图2 4为三种实施方式的A-A俯视图。其中1-催化蒸馏塔，2-催化剂床，3-塔板，4-催化剂输送管，5-装剂口，6_塔板降液管，7-液封槽，8-中间导汽管，9-催化剂床溢流堰，10-催化剂床降液管，11-卸剂口， 12-卸剂口阀门，13-导汽管。具体实施例方式本专利技术提供的移动催化蒸馏设备，其催化蒸馏塔包括反应段、可选的精馏段和提馏段，其中精馏段和提馏段可采用传统的塔板或填料提供分馏功能。所述的反应段包括至少一个催化剂床2，催化剂床2由上到下分层排列，床层之间由催化剂输送管4连通，最上层催化剂床2上部经催化剂输送管4连通装剂口 5，最底层催化剂床2下部经卸剂口阀门12 连通卸剂口 11 ；催化剂床2之间设置导汽管8，催化剂床2底部设置溢流堰9。本专利技术提供的催化蒸馏设备中，所述的催化剂床2之间优选设置分馏段，分馏段可以装填填料或以塔板的形式，当为塔板时，塔板上设置塔板降液管6，塔板降液管6下端插入液封槽7内。本专利技术提供的催化蒸馏设备中，所述的催化剂床在催化蒸馏塔反应段中分层排列，可以为至少一层，优选排列1 5层，每层催化剂床可以为一个整体，也可以分为独立的几部分，催化剂床可以中心对称设置。优选地，催化剂床为一个整体，如图2-4所示的催化剂床的A-A俯视图可见，其横截面为环形或扇形。催化剂床的内壁和外壁都开有小孔或小槽作为液相通道。为防止催化剂从小孔流出，优选在床层内衬金属丝网。沿轴向排列的相邻两层催化剂床之间，上层催化剂床的底部通过催化剂输送管和下层催化剂床的顶部连通。本专利技术提供的催化蒸馏设备中，沿轴向排列的相邻两层催化剂床层之间设置分馏段，分馏段可以装填填料或以塔板的形式，最上层催化剂床上部和最下层催化剂床下部也可选地设置分馏段。所述的塔板为开有小孔或条缝的平板，塔板上设置至少一个降液管6使得塔板上部空间和下部空间连通，以提供催化蒸馏塔工作时液相流体通道。所述的降液管下部插入液封槽7内，所述的液封槽为带有边沿的小槽，在所述的催化蒸馏塔工作状态时，液封槽内储存的液体封住降液管下部出口，以防止在催化蒸馏塔工作状态时汽相由降液管内从下而上穿过塔板。本专利技术提供的催化蒸馏设备中，所述的轴向排列的相邻催化剂床之间设置导汽管 8，导汽管8优选设置在催化剂床中部，采用锥形结构，如附图1所示。以保证催化剂床层内侧的压力分布均勻。所述的导汽管横截面积约占整个截面的10 60%。催化剂床外侧设有床层降液管10，床层降液管10上端开口设有溢流堰9，以保证在催化蒸馏塔工作状态时催化剂床内液体有足够停留时间，降液管10内液体还可防止汽相直接从降液管10穿过塔板3。本专利技术提供的移动催化蒸馏设备的应用方法，催化剂由装剂口 5连续加入并向下移动，从上到下经各层催化剂床2，由最下层催化剂床2底部卸出，催化剂移动速率可通过卸出口的阀门开度进行控制；反应物流引入催化蒸馏塔后分馏为气液两相，汽相物流穿过催化剂床2向上，液相物流穿过催化剂床2经催化剂床2外侧的床层溢流堰9和床层降液管10向下流动，催化剂床层中反应物流和催化剂接触反应，反应后物流继续分馏。本专利技术提供的方法中，当轴向排列的相邻催化剂床2之间设置分馏段时，汽液相物流在分馏段(如塔板上)完成分馏作用后，汽相物流经导汽管8穿过催化剂床2进入上一层塔板3，液相物流经塔板降液管6和液封槽7进入导汽管8与催化剂床2之间的空隙， 并穿过催化剂床2，反应物和催化剂接触反应，反应后物流经催化剂床层外侧的床层溢流堰 9和床层降液管10流到下层塔板2上与汽相继续分馏。本专利技术提供的方法中，所述的各层催化剂床内可装填相同或不同功能的催化剂。从上一分离单元流下的液相物流因导汽管外壁的导流作用而径向通过催化剂床完成催本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁清，张占柱，毛俊义，秦娅，黄涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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