专利名称：一种通过脉冲压力波来改善催化反应的工艺方法
技术领域：
本发明涉及催化反应化学方法，尤其是涉及一种通过不断调整压力大小来产生脉 冲压力波达到改善催化化学反应的工艺方法。
背景技术：
对于化学反应来说，温度和压力是两个决定性的因素，只有在适当的温度和压力 范围内，化学反应才能顺利的进行和完成。在石化行业的各种反应塔中，特别是在石化行业 中的气-液反应精馏塔和固定床催化反应塔中。一般此类精馏和固定床催化反应通常包括 以下七个步骤外扩散入、内扩散入、吸附在催化剂表面、发生反应、从催化剂表面脱附、内 扩散出和外扩散出。如在现有固定床反应塔中催化反应整个过程中，催化反应的压力变化 不大，气体在行进中不能形成激烈的湍流，反应物之间传质速度比较慢，气_液催化反应效 果不高。
发明内容
针对上述现有技术催化反应过程中存在的问题，本发明提出了一种通过脉冲压力 波来改善催化反应的工艺方法。本发明所述通过脉冲压力波来改善催化反应的工艺方法包括固定床反应塔催化 化学反应七个步骤外扩散入、内扩散入、吸附在催化剂表面、发生反应、从催化剂表面脱 附、扩散出和外扩散出，在所述反应塔的压力管路上设置有脉冲压力阀，通过PLC自动控制 使脉冲压力阀产生可使反应物加快催化化学反应的脉冲压力波，所述脉冲压力波的脉冲压 力为 0. 02-8MPa。所述脉冲压力优选0. 05-0. 3MPa。本发明通过脉冲压力波可改善催化反应的机理是在固定床反应塔催化反应过程 中，当反应物气体和液体在催化反应过程中，由于反应塔中施加有脉冲压力波，因而气体的 行进会由于脉冲压力变化而形成激烈的湍流，随着气体湍流的产生，加剧了反应物之间的 传质速度，促进了催化反应进行，提高了催化反应效果。同时通过脉冲压力波还可以使反应 物在高脉冲压力作用下更好地克服催化剂微观孔道中的毛细孔张力，从而可使气体进入催 化剂的堆积孔道和催化剂本身的微观孔道中，当在低脉冲压力作用下，在毛细孔中反应所 形成的生成物由于毛细孔中内外浓度差，会使生成物迅速地从毛细孔中扩散出来，离开催 化剂表面，从而达到改善于催化反应化学性能。在催化反应中，反应物分子或离子在吸附在催化剂的堆积所形成的微米级堆积孔 道和催化剂本身所具有的纳米级微观孔道的表面上时，就必须先扩散到孔道内，而生成物 要想脱离催化剂表面就必须从孔道中流出，本发明就是充分利用脉冲压力使反应物能快速 扩散到孔道内，同时又能使生成物迅速地从孔道中脱离，通过这样不断快速的循环交替的 扩散和脱离，达到改善和加快催化反应的进行，提高催化反应效果。本发明通过在现有固定床反应塔催化反应过程中施加一种脉冲压力波，促使行进
3的气体产生激烈的湍流，随着气体湍流的产生，克服催化剂微观孔道中的毛细孔张力，使气 体进入催化剂的堆积孔道和催化剂本身的微观孔道中，使生成物迅速地从毛细孔中扩散出 来，离开催化剂表面，加剧反应物之间的传质速度，从而达到改善于催化反应化学性能，促 进了催化反应进行，提高了催化反应效果。
具体实施例方式
本发明通过脉冲波来改善催化化学反应的工艺方法包括在现有固定床反应塔催 化反应的内外扩散入、内扩散入、吸附在催化剂表面、发生反应、从催化剂表面脱附、扩散出 和外扩散出的催化化学反应的七个步骤，在上述现有七个反应步骤整个过程中，在反应塔 的压力管路上设置脉冲压力阀，通过PLC自动控制使脉冲压力阀在反应器中产生可使反应 物加快催化化学反应的的脉冲压力波，所述脉冲压力波的脉冲压力为0. 05-0. 3MPa。在催化 反应开始的外扩散入和内扩散入两个步骤以及最后的扩散出和外扩散出两个步骤中，脉冲 压力波可使自下而上行进气体由于压力的脉动变化而形成激烈的湍流，加剧反应物之间传 质的内外扩散，从而促进和加快催化反应的进行。在催化反应中间段的吸附在催化剂表面、 发生反应、从催化剂表面脱附三个步骤中、反应物的就会在高的压力波的协助下，更好的克 服催化剂微观孔道的毛细孔张力，进入到催化剂的堆积孔道和催化剂材料孔道中，从而在 催化剂表面发生化学反应。而当脉冲压力为低压时，在毛细孔中反应所形成的生成物由于 在毛细孔中内外的浓度差，会使生成物迅速的从毛细孔中扩散出来，离开催化剂表面。因此 脉冲压力也可以很好的从微观上改善催化化学反应。
权利要求
一种通过脉冲压力波来改善催化反应的工艺方法，它包括因定床反应塔催化化学反应的七个步骤外扩散入、内扩散入、吸附在催化剂表面、发生反应、从催化剂表面脱附、扩散出和外扩散出，其特征在于在反应塔的压力管路上设置有脉冲压力阀，通过PLC自动控制使脉冲压力阀产生可使反应物加快催化化学反应的脉冲压力波，所述脉冲压力波的脉冲压力为0.02 8MPa。
2.根据权利要求1所述的一种通过脉冲压力波来改善催化反应的工艺方法，其特征 是所述脉冲压力波脉冲压力为0. 05-0. 3MPa。
全文摘要
本发明公开了一种通过脉冲压力波来改善催化反应的工艺方法，它包括反应塔催化化学反应的七个步骤外扩散入、内扩散入、吸附在催化剂表面、发生反应、从催化剂表面脱附、扩散出和外扩散出，在反应塔的压力管路上设置有脉冲压力阀，通过PLC自动控制产生可使反应物加快催化化学反应的脉冲压力波，所述脉冲压力波的脉冲压力为0.02-8MPa。本发明中气体的行进会由于脉冲压力变化而形成激烈的湍流，随着气体湍流的产生，加剧了反应物之间的传质速度，促进了催化反应进行，提高了催化反应效果。同时通过脉冲压力波还可以使反应物在高脉冲压力作用下更好地克服催化剂微观孔道中的毛细孔张力，使气体进入催化剂的堆积孔道和催化剂本身的微观孔道中，使生成物迅速地扩散出来离开催化剂表面，从而改善于催化反应化学性能。
文档编号B01J19/08GK101940903SQ20101016350
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者姚光纯 申请人:姚光纯