一种用于乙炔加氢制乙烯三相流化床的气体除沫器的制作方法

本实用新型属于化工设备装备制造领域，尤其涉及一种乙炔加氢制乙烯三相流化床的气体除沫器。

背景技术：

随着石油资源日益枯竭，发展煤化工为原料的化工过程成为替代石油化工路线的重要过程，得到广泛关注，并取得快速发展。

在煤化工技术中，以煤为原料通过电石工艺制取乙炔，已广泛应用，以乙炔为原料，在选择性加氢催化剂作用下，通过加氢制备乙烯产品，可进一步拓展煤化工路线。且近些年来乙炔主要的下游产品聚氯乙烯(PVC)已经供大于求，PVC产业利润不高，急需拓展乙炔下游产品产业链。

乙烯是石油化工中最重要的基础原料，被称为“石化工业之母”。广泛用于塑料、润滑油、聚合物以及一些中间体，目前主要由石油或低碳烷烃通过裂解制取。乙烯下游产品如乙二醇，丁二醇、丙烯酸、聚乙烯醇等也有很好的经济价值。因此，开发乙炔加氢制乙烯的新工艺技术可以为乙烯工业提供一种新原料来源，并降低乙烯对石油资源的依赖程度及乙烯生产成本，具有广阔的应用前景。

乙炔选择加氢制乙烯工艺核心设备是三相流化床加氢反应器，因为乙炔加氢是反应放热量很大的催化反应过程，反应生成气体温度较高，在离开三相流化床时会夹带液体雾沫，而且该三相流化床中乙炔的转化率最高只能达到97％，在反应产物中会有大量乙烯、少量乙烷与微量乙炔，该三种气态物质中乙炔与乙烷、乙烯很难分离，会影响目的产物的纯度，影响产品应用范围。工业上一般采取前加氢工艺，重新设置一台乙炔选择性加氢固定床装置消除微量的乙炔，满足工业上聚合级乙烯原料要求。

在三相流化床反应器中，气体除沫器是乙炔加氢反应后离开三相流化床的最后一道屏障。现有技术中，有一种丝网除沫器，主要由丝网隔栅、丝网经模压后组合成的波形丝网块组成，除沫器主要应用丝网除沫，功能单一，仅具有除沫功能，且结构复杂。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于乙炔加氢制乙烯三相流化床的气体除沫器，该气体除沫器设置类似于固定床作用的含具有催化效能的丝网，不但阻止了溶剂挥发组分的逸出，又可将反应产品中微量的乙炔完全转化，且结构简单，易于安装。

本实用新型提供一种用于乙炔加氢制乙烯三相流化床的气体除沫器，包括：丝网和丝网安装件，

所述丝网安装件固定在三相流化床缩径处的内壁上；所述丝网的目数为8～15目，所述丝网上喷涂有催化剂；所述丝网固定在所述丝网安装件上。

所述气体除沫器安装位置位于三相流化床的缩径处，所谓缩径是指流化床型特有的结构，在上部有个扩大的空间，出口处又会缩小直径。这是根据三相流化床的反应机理而定。因为在三相流化床中，分布板上方的固体颗粒不断悬浮流化，在床层内，由于自然层析作用，形成固体颗粒上稀下浓、上轻下重的分布状态，液滴分布比较均匀集中，丝网模块安装位置位于三相流化床的缩径处，可以迅捷地捕获液滴及分离。

经实验确定，在丝网目数为8～15目的条件下，上升的雾沫接触到丝网时，极易形成水膜层，气化的溶剂会冷凝成液滴。

具体地，所述丝网安装件包括支撑块和紧固件，所述支撑块固定在三相流化床缩颈处的内壁上，所述丝网通过所述紧固件固定在所述支撑块上。

在本实用新型中，所述催化剂为钯触媒的催化剂，有效成分为金属钯、金属镍、金属钴、金属钼、金属钨或金属锰。

所述催化剂的有效成分在所述催化剂中的重量百分比为0.01wt％～0.08wt％。

作为优选实施方式，所述催化剂的载体可为α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、TiO₂或SiO₂。

具体的，所述催化剂通过浸渍法制备，经研磨催化剂的颗粒大小为50～100nm，通过喷枪加热到200-280℃，优选为280℃，后喷涂到丝网表面。

经过实验可知，当所述催化剂的厚度为0.5μm-20μm时，恰好能催化未反应的剩余气体。

本实用新型中，所述丝网的材质为高强度的聚四氟乙烯(PTFE)、耐磨尼龙66(POLIBLEND)或聚丙烯(PP)，使丝网耐腐蚀高温，延长使用寿命，节约成本。

为了加工制造，以及生产维修的便利，本实用新型的丝网可以分体设计，所述丝网包括一个或多个丝网模块。

本实用新型中，所述支撑块焊接或通过螺栓固定在所述三相流化床内壁上。

本实用新型提供的用于三相流化床的气体除沫器结构简单，易于安装、操作、维修及清洗；丝网上喷涂纳米级的钯触媒催化剂，可将产品气体中微量乙炔在催化剂的作用下，与气体中的氢气发生选择性加氢反应，将微量乙炔完全转化为乙烯；解决了目的产物中微量乙炔很难分离的难题，避免由于目的产物的纯度而影响了乙烯产品应用范围的问题。

附图说明

图1是三相流化床的气体除沫器安装示意图；

图2是三相流化床的气体除沫器安装示意图。

图中：支撑块1，紧固件2，丝网3，产品气出口4，三相流化床内壁5，三相流化床溶剂液面6。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型提供的一种用于乙炔加氢制乙烯三相流化床的气体除沫器，如图1所示，包括：丝网3和丝网安装件。

气体除沫器安装位置位于三相流化床的缩径处，丝网安装件固定在三相流化床缩径处的内壁5上，丝网3固定在丝网安装件上。所谓缩径是指流化床型特有的结构，在上部有个扩大的空间，出口处又会缩小直径。这是根据三相流化床的反应机理而定。因为在三相流化床中，分布板上方的固体颗粒不断悬浮流化，在床层内，由于自然层析作用，形成固体颗粒上稀下浓、上轻下重的分布状态，液滴分布比较均匀集中，丝网模块安装位置位于三相流化床的缩径处，可以迅捷地捕获液滴及分离。

丝网3的目数为8～15目，丝网3上喷涂有催化剂，催化剂为钯触媒的催化剂颗粒。经实验确定，在丝网目数为8～15目的条件下，上升的雾沫接触到丝网时，极易形成水膜层，气化的溶剂会冷凝成液滴。当带有雾沫的气体从三相流化床溶剂液面6以一定的速度上升通过丝网3时，由于雾沫上升的惯性作用，雾沫与丝网3相碰撞而被附着在丝网3的表面上。丝网3表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降，使雾沫形成较大的液滴沿着丝网3流至两根丝的交接点。乙炔、乙烯、氢气等混合物穿过催化剂丝网3时，其中的微量乙炔在丝网3外侧的涂覆的钯触媒作用下，与气体中的氢气发生选择性加氢反应，微量乙炔完全转化为乙烯，追随气体从产品气出口4逸出。

丝网3本身具有可润湿性，在液体的表面张力及丝网的毛细血管的作用下，使得液滴越来越大，直到聚集的液滴大到其自身产生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时，液滴就从丝网上分离下落，又回到溶剂体系中，而经过过滤的气体从产品气出口4排出。

丝网安装件包括支撑块1和紧固件2，支撑块1固定在三相流化床缩颈处的内壁5上，所述丝网3通过紧固件2固定在支撑块1上。支撑块1焊接或通过螺栓固定在三相流化床的内壁5上。

丝网3采用材质为高强度的聚四氟乙烯(PTFE)、耐磨尼龙66(POLIBLEND)或聚丙烯(PP)，使丝网耐腐蚀高温，延长使用时间，节约成本。丝网3可包括一个或多个丝网模块，将丝网3分为多个模块，使得安装、维修更方便，易于加工制造。

催化剂的有效成分为金属钯、金属镍、金属钴、金属钼、金属钨或金属锰等。催化剂的有效成分在所述催化剂中的重量百分比为0.01wt％～0.08wt％。催化剂的载体为α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、TiO₂或SiO₂等。催化剂的颗粒大小为50-100nm。催化剂的层厚为0.5μm-20μm。

催化剂通过浸渍法制备，经研磨催化剂的颗粒大小为50～100nm，通过喷枪加热到200-280℃后喷涂到丝网3表面。当加热到280℃时，催化剂的附着效果更好。

本实用新型中，三相流化床具有高效传质的特点，由于有液相作为热载体和对固体催化剂的悬浮作用，气体从塔底进入，经气、液分布板进入三相流化床层与液相和固相充分接触，当上升到气、液、固分离室后，分离气体从顶部排出，使反应和传递性能有很大的改进。在在本实用新型丝网的网目数条件下，雾沫沾到丝网上时，极易形成水膜层，而水膜层在此大小的面积下时，张力极易受破坏，致使其迅速化为水滴，雾沫被消除，除沫器的效果最佳。

实施例

本实施例的气体除沫器结构如图1和图2所示，

丝网3的目数为15目，采用材质为高强度聚四氟乙烯，丝网模块数量为3块；

丝网的表面喷涂厚度为0.5μm～20μm的催化剂；

催化剂有效成分为金属钯颗粒；

催化剂分的颗粒大小为50～100nm；

催化剂有效成分在催化剂层中的重量百分比为0.01wt％～0.08wt％；

催化剂有效成分的载体为α-Al₂O₃。

支撑块1焊接在三相流化床缩颈处的内壁5上，3块丝网模块分别通过紧固件2固定在支撑块1上，紧固件2为Φ12的不锈钢双头螺栓。

本实用新型提供的三相流化床气体除沫器结构简单，易于安装、操作、维修及清洗。丝网上喷涂纳米级的钯触媒催化剂，不但阻止了溶剂挥发组分的逸出，还可将产品气体中微量乙炔在催化剂的作用下，与气体中的氢气发生选择性加氢反应，将微量乙炔完全转化为乙烯，大大提高催化反应的转化率。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。