用于催化反应器中液体与供气流的分离的方法和设备技术

方法和设备用于借助于金属板在催化反应器中将液体反应产物与气态流分离，所述金属板被冷却面间接冷却并具有在板的两侧上以几何形状突起的形式的多个渗滤，每个具有一个开口基部，开口基部在板的面对催化剂床的一侧上是向上布置的，并且在面对冷却面的一侧上，开口基部面向下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及由使供气与包装成催化剂管道中的固定床的固体催化剂接触而形成的液体反应产物的分离。
技术介绍
在许多催化过程中，有利的是从反应供气连续地去除反应产物，以便当通过冷凝从气相到液相去除产品时改善朝产品的平衡产出或反应速率。 这样的反应的示例是合成气到甲醇的转化。美国专利No. 5，262，443描述了用于在过程条件下从合成气的甲醇的制备的过程，其中通过甲醇在催化剂粒子上的冷凝从气相去除形成的甲醇产品。通过该过程，克服了对于甲醇形成的热力气相平衡边界，并且可通过一次操作达到催化剂床瘤物中接近100%的甲醇产出。催化剂粒子上的液体甲醇的冷凝对催化剂粒子的活性具有不利影响。WO专利申请No. 2009/106232公开了一种用于甲醇生产的改进的催化方法和反应器，其中甲醇当其形成时在不降低催化剂的催化剂活性的情况下从气相变成液相被去除。通过该专利申请的方法和反应器，调节与催化剂粒子间接接触的液体冷却剂的温度以及催化剂床体积与冷却面的比率，使得甲醇反应产物的冷凝大部分发生在冷却面处。通常，理想的是，防止气态催化反应中在催化剂粒子上的液体的冷凝，其中从气相变成液相去除反应产物。作为替代，有利的是，在没有与催化剂粒子的接触或者具有与催化剂粒子的减少的接触的表面上允许液体冷凝物在催化剂床外的冷凝和输送。
技术实现思路
因此，本专利技术是一种在催化反应器中将液体反应产物与气态流分离的方法，其包括步骤 在设置有固体催化剂粒子的固定催化剂床的反应器中，布置冷却面和将金属板布置在固定床与冷却面之间； 在通过冷却面间接冷却的金属板中提供多个渗滤，所述多个渗滤以在板的两侧上的几何形状突起的形式，每个具有一个开口基部，开口基部在板的面对催化剂床的一侧上向上布置，并且在面对冷却面的一侧上，开口基部面向下； 将由催化剂床中的气态流的反应形成的气态反应产物在金属板上冷凝成液体反应产物，并通过面向上的开口基部将液体反应产物输送至冷却面；以及 使冷凝的液体反应产物沿着冷却面和/或金属板通过，并从反应器的底部取出液体反应产物。如以上及在以下的说明中提及的术语“几何形状突起”指的是具有遵守几何规律的形状的突起。当根据本专利技术将渗滤器布置为具有多个突起和在面对催化剂床的一侧上指向向上方向的一个开口基部的金属板的形式时，与催化剂粒子和气态流接触的板的一侧用作液体收集器和输送器，而相对侧用作液体整流器。因此，基本上避免液体反应产物进入催化剂床的不利改道。如以上及在以下的说明中提及的术语“向上”和“向下”分别指的是指向与液体反应产物的重力流的方向相反的方向和指向重力流的方向。在本专利技术的优选实施例中，突起的几何形状是提供改善的液体整流效应的半金字塔、半锥形或半球形。在本专利技术的又一优选实施例中，板的内侧面上的几何形状突起在它们的开口基部处邻接板的外侧面上的几何形状突起，因而它们共用一个共同的开口基部。如上所述，本专利技术的方法关注于大部分由通过固定催化剂床中的气态反应剂的反应形成的反应产物的冷凝而产生的液相从气相的去除，使得在催化剂床外获得液相。 催化反应在催化剂管道中频繁地进行。因此优选的是，将金属板形成为管状的，以配合催化剂管道的内部管状壁的形状。然后将催化剂粒子布置在管侧、即在管状金属板内侦U。在这样的布置中，冷却面典型地为催化剂管道的管道壁，催化剂管道于是被在催化剂管道的外壁上流动的冷却剂冷却。在将一个或多个催化剂床保持在反应器的共同外壳内的反应器容器中进行的有些催化反应中，优选的是，将根据本专利技术的以管的形式的一个或多个金属板布置在催化剂床内，使得催化剂粒子包围管状金属板的外侧，于是所述管状金属板间接地被冷却面冷却。冷却面在这样的实施例中优选地以管状的形式并布置在管侧、即在管状金属板内侧。本专利技术还提供一种可用于根据本专利技术的方法的设备。根据本专利技术的用于在催化反应器中将液体反应产物与气态流分离的设备包括 金属板，其与冷却面对准； 在金属板的两侧上以几何形状突起的形式的多个渗滤，每个具有一个开口基部，在板的面对催化反应器内的催化剂床的一侧上，该开口基部向上布置，并且在面对冷却面的一侧上，该开口基部指向朝下。在本专利技术的设备的优选实施例中，几何形状突起以半金字塔的形式。在本专利技术的设备的又一优选实施例中，几何形状突起以半锥体的形式。在本专利技术的设备的另一优选实施例中，板的内侧面上的几何形状突起在它们的开口基部处邻接板的外侧面上的几何形状突起，并共用一个共同的开口基部。在本专利技术的设备的另一优选实施例中，金属板以管的形式。还优选的是，冷却面以管的形式。附图说明在以下的说明中，参考附图更详细地描述本专利技术，附图中 图I是根据本专利技术的特定实施例的以设置有突起的金属板的形式的渗滤器的截面的透视 图2是在催化剂管道中使用的根据本专利技术的特定实施例的设置有突起的金属板的截面的横截面视 图3示出根据本专利技术的特定实施例的设置有以金属板的形式的多个渗滤器的反应器的横截面视图。具体实施例方式图I示出了设置有渗滤4、6、8和10的在根据本专利技术的方法中使用的金属板2。突起形成为在板2的正面2a和背面2b上的半锥体。从正面2a突出的突起4和8、和从背面2b突出的突起6和10分别邻接并共用共同的开口基部12和14。催化剂粒子(未示出)布置在板的背面2b上。半锥体4和8的锥形端在正面2a上朝上指向，即在如由箭头16a和16b所示的液体的重力流的相反方向上。在背侧2b上，半锥体6和10的锥形端在与液体的重力流相同的方向上朝下指向。开口基部12和14的从背面2b突出到具有催化剂粒子的空间中的部分于是指向与液体流相反的方向并用作液体收集器，并且开口基部12和14的一部分指向液体流的方向并用作板2的正面2a上的液体出口。因此，在背(内侧)面2b上冷凝的液体流被收集在开口基部12和14中并传到正面2a。图2表示具有渗滤的用于根据本专利技术的方法的金属板的横截面视图，所述渗滤以 交替地在液体的重力流16的向上和向下的方向上的半锥形或半金字塔形突起4、6、8、10和开口基部12、13、14、15的形式。催化剂粒子(未示出)布置在面对板2的内壁2b的空间中。如由箭头16所指示地，来自具有催化剂粒子的催化剂床的气态反应产物冷凝在内壁2b上，并且将通过开口基部12、13、14、15被引导至外壁2a。气态产品的次要部分同样流过开口基部，然后在外壁2a上冷凝并朝板的底部沿着外壁2a与液体产品流一起向下流动。图3是根据本专利技术的实施例的在催化剂床内设置有许多金属板(仅一个示出)的催化反应器。反应器20将具有多个催化剂粒子的催化剂床24保持在外壳22内。以管的形式的金属板2布置在催化剂床内，并被催化剂粒子包围。金属板2设置有如在图I中进一步示出的共用一个开口基部的多个突起6和4。共同的开口基部12的面对催化剂床的部分与冷凝液体反应产物16的重力流相反指向，并且基部12的从板2的内壁突出的部分朝着液体流指向。管状板2通过以冷却管26的形式的冷却面冷却。当操作反应器20时，气态流穿过催化剂床24。在催化剂床中，气态流与气态产品30起反应。反应产物30主要在板管2的外壁上冷凝，并形成液体反应产物32。液体反应产物在沿着板管2的外壁流动时被朝着催化剂粒子突出的开口基部12收集，并通过开口基部12的从板管的内壁朝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M托尔豪格，
申请(专利权)人：赫多特普索化工设备公司，
类型：
国别省市：