新型催化蒸馏设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种新型催化蒸馏设备，属于化工设备领域，包括上部的精馏段，中部的反应段和下部的提馏段，为垂直放置，其技术要点在于：中部反应段包含至少两个重叠放置的催化剂床层，每对相邻的催化剂床层间至少设置一块分馏塔盘或一段分馏填料；催化剂床层设置有催化剂装入口和/或催化剂卸出口，催化剂装入口与水平面上方的夹角为10°～80°催化剂卸出口与水平面下方的夹角为10°～80°。本实用新型专利技术有利于催化剂的流入、流出，使催化剂的装卸更加简便、省时。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种新型催化蒸馏设备，属于化工设备领域，具体涉及可以同时进行催化反应和蒸馏分离的催化蒸馏新型设备。
技术介绍
催化蒸馏设备是将催化反应与分离两个过程耦合在同一设备中进行的装置，在反应进行的同时使反应物与生成物分离，以破坏反应的平衡使反应完全，进而达到更高的反应转化率。由于反应放出的热量用于产物分离，既简化了工艺流程，又达到了降低能耗的效果O催化蒸馏塔一般包括上部的精馏段、中部的反应段、下部的提馏段三个部分。其中反应段的结构，即催化剂在催化蒸馏塔中的装填方式是催化蒸馏技术的关键。为了将反应与分离两个单元操作耦合在一起，催化蒸馏塔中的催化剂装填结构一般都比较复杂，而催化剂装卸的简便程度则直接影响技术实施的可能性与广泛度。·美国专利US4443559将催化剂颗粒装入用玻璃纤维缝制的小口袋里，用有一定开口空间的不锈钢丝网覆盖支撑，再卷成具有一层不锈钢丝网、一层装有催化剂的小口袋的捆束型圆柱体催化蒸馏构件。这种催化剂装填形式，结构复杂，成本较高，新催化剂的装填及用过的催化剂的卸出都十分烦杂，且需工人进入塔中进行操作。中国专利CN1299703提出，将催化剂制成具有中心孔道的颗粒、用连接件将催化剂颗粒连接成串并均匀地放入规整填料的气液自由通道中形成催化蒸馏构件。这种构件具有催化剂在反应段分布均匀、床层空隙率大、塔压降小和催化剂利用率高的特点。但催化剂制作麻烦，形成的连接件在填料通道中固定困难。且新催化剂的装填及用过的催化剂的卸出也不简便。中国专利CN1022382提供了一种催化蒸馏设备，反应床层中催化剂以散装形式装填，具有催化剂效率高、装卸方便、费用低的优点。催化剂床层的上部设有催化剂装入口，底部设有催化剂卸出口。催化剂可由床层上面的装入口装入反应床层中；用过的催化剂由床层下面的卸出口放出。由于催化剂装入口及卸出口是水平方向，不利于催化剂的流入和流出。催化蒸馏设备通常包含多个催化剂床层，催化剂的装卸比较烦杂、费时。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种催化蒸馏设备，该催化蒸馏设备中催化剂以散装的形式直接装填于反应段的催化剂床层中，催化剂床层设置催化剂装入口和/或催化剂卸出口且装入口和/或卸出口与水平方向呈一定的倾斜角度，有利于催化剂的流入、流出，催化剂的装卸更加简便、省时。所述的新型催化蒸馏设备，包括上部的精馏段，中部的反应段和下部的提馏段，为垂直放置，其技术要点在于(I)中部反应段包含至少两个重叠放置的催化剂床层，每对相邻的催化剂床层间至少设置一块分馏塔盘或一段分馏填料；(2)催化剂床层设置有催化剂装入口和/或催化剂卸出口，催化剂装入口与水平面上方的夹角为10° 80°，催化剂卸出口与水平面下方的夹角为10° 80°。所述的催化剂装入口与水平面上方的夹角优选45°或60°。所述的催化剂卸出口与水平面下方的夹角优选45°或60°。所述的催化剂装入口与水平面上方的夹角和催化剂卸出口与水平面下方的夹角可以相同也可以不同。所述的催化剂装入口和催化剂卸出口的形状为圆形、方形或其它适合的形状，优 选圆形。催化剂装入口和催化剂卸出口径向尺寸均优选10 800mm，轴向尺寸优选5 500mmo所述的每个催化剂床层具有气升管，气升管的顶部高于催化剂床层的上表面，作为维持在催化剂表面上有一定高度的液层和防止液相物料进入气升管中的堰。所述的催化剂床层催化剂装入口和/或催化剂卸出口的设置可以根据需要进行，原则是只设置催化剂装入口的催化剂床层与下方距离最近的设置催化剂卸出口的催化剂床层通过连通管或分馏塔盘/分馏填料上的空隙相连；只设置催化剂卸出口的催化剂床层与上方距离最近的设置催化剂装入口的催化剂床层通过连通管或分馏塔盘/分馏填料上的空隙相连，催化剂床层不设置催化剂装入口和/或催化剂卸出口时，催化剂床层可通过连通管或分馏塔盘/分馏填料上的空隙与设置催化剂装入口和/或催化剂卸出口的催化剂床层相连，具体情况是(I)为了方便地装卸催化剂或进行设备检修，在每一个催化剂床层设置至少一个催化剂装入口，每一个催化剂床层设置至少一个催化剂卸出口 ；(2)也可在需要的催化剂床层设置至少一个催化剂装入口，设置至少一个催化剂卸出口 ；(3)也可在需要的催化剂床层设置至少一个催化剂卸出口，不设置催化剂装入Π ；(4)也可在需要的催化剂床层设置至少一个催化剂装入口，不设置催化剂卸出Π ；(5)也可将催化剂从最上面的催化剂床层装入口装入，使用后从最下面的催化剂床层卸出口卸出。催化剂装入口的位置可以在催化剂床层上沿至上一个催化剂床层下沿的任意位置。催化剂卸出口的位置可以在催化剂床层下沿至下一个催化剂床层上沿的任意位置。根据转化率及设备投资经济性的需要，可在本技术的催化蒸馏设备之前设一个或多个装有催化剂的固定床反应器，使反应物在固定床反应器内反应达到一定的转化率之后再进入本技术的催化蒸馏设备进一步反应，达到所需要的转化率。固定床反应器内的催化剂装卸可以采用与上述催化蒸馏设备相同的技术方案。催化剂装填时，可将催化剂置于高于催化剂装入口的平台上，将软布袋一类的筒状物垂下，底端捆扎于催化剂装入口上，再将催化剂倒入筒状物顶端，使催化剂顺着筒状物流入催化剂装入口，再流入催化剂床层。催化剂卸出时，将软布袋一类的筒状物顶端捆扎于催化剂卸出口上，再将筒状物垂下，打开催化剂卸出口，使催化剂顺着筒状物流出，收集流出的催化剂。本技术所具有的有益效果是本技术在设备投资没有任何增加的情况下，通过简单的改变设备的构造，使催化剂的装卸更加简便、省时。可用于含异丁烯的炼厂碳四或裂解碳四与甲醇作用合成MTBE反应及其他叔烯烃与醇的 醚化反应、醇脱水生成醚的反应、有机酸与醇的酯化反应、有机酸与烯烃的直接酯化反应、链烷烃或芳烃的烷基化反应以及其他的化学反应。附图说明图I为本技术的结构示意图。图中1、精馏段；2、反应段；3、提馏段；4、催化剂装入口 ；5、上层催化剂床层；6、第一催化剂卸出口 ；7、分馏塔盘；8、下层催化剂床层；9、第二催化剂卸出口 ；10、堰。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例做进一步描述如图I所示本技术的催化蒸馏装置分三段，上部为精馏段1，中部为反应段2，下部为提馏段3，中部的反应段2包含两个具有气升管的重叠放置的催化剂床层，每个催化剂床层中的气升管的顶部高于催化剂床层的上表面，作为维持在催化剂表面上有一定高度的液层和防止液相物料进入气升管中的堰10。反应段2包含上层催化剂床层5和下层催化剂床层8，催化剂以散装的形式直接装填于催化剂床层中，两个催化剂床层间设置一块分馏塔盘7，上层催化剂床层5上部设置催化剂装入口 4、上层催化剂床层5下部设置第一催化剂卸出口 6，下层催化剂床层8下部设置第二催化剂卸出口 9，催化剂装入口 4与水平面上方的夹角为45°，第一催化剂卸出口6、第二催化剂卸出口 9与水平面下方的夹角均为45°，两个催化剂床层通过分馏塔盘7上的空隙相连通。催化剂装入口和催化剂卸出口的形状均为圆形，内径为300mm，轴向尺寸为200mmo催化剂装填时，可将催化剂置于高于催化剂装入口 4的平台上，将软布袋一类的筒状物垂下，底端捆扎于催化剂装入口 4上，再将催化剂倒入筒状物顶端，使催化剂顺着筒状物流入催化剂装入口，再流入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型催化蒸馏设备，包括上部的精馏段，中部的反应段和下部的提馏段，为垂直放置，其特征在于 (1)中部反应段包含至少两个重叠放置的催化剂床层，每对相邻的催化剂床层间至少设置一块分馏塔盘或一段分馏填料； (2)催化剂床层设置有催化剂装入口和/或催化剂卸出口，催化剂装入口与水平面上方的夹角为10° 80°，催化剂卸出口与水平面下方的夹角为10° 80°。2.根据权利要求I所述的新型催化蒸馏设备，其特征在于所述的催化剂装入口与水平面上方的夹角为45°。3.根据权利要求I所述的新型催化蒸馏设备，其特征在于所述的催化剂装入口与水平面上方的夹角为60...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕爱梅，朱学军，何宗华，刘淑芝，王传真，朱相春，李玉田，李刚，孙强，王宁，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化工程建设公司，
类型：实用新型
国别省市：