一种高渗透性能的催化蒸馏模块的制作方法

文档序号:14971316发布日期:2018-07-20 18:19阅读:146来源:国知局

本实用新型属于化工行业催化蒸馏技术领域,特别涉及高渗透性能的催化蒸馏模块的反应功能的优化与强化。



背景技术:

作为一种耦合的反应-分离过程,反应蒸馏技术广泛应用于受平衡限制的化学反应过程中,当使用非均相催化剂时通常将其称为“催化蒸馏”。在90年代初,用催化蒸馏技术生产MTBE(甲基叔丁基醚)的工业装置引入齐鲁石化公司以后,引起国内同仁的密切关注并于97年完成该引进装置的国产化工作,申请了“催化蒸馏组件(Catalytic Distillation Package)”专利(ZL 99 2 23276.7)。

催化蒸馏技术的实施效果,取决于其相关产品的主要性能:即“催化反应”与“组份分离”两个核心问题组合的结果。在“ZL 99 2 23276.7”中,具有催化反应功能的部位是用玻璃纤维织物将树脂催化剂包裹成型、起“组份分离”作用的是不锈钢丝网波纹填料,将前述两者沿轴向卷绕成圆柱型,垂直安放在催化蒸馏塔的反应段。

近年来,具有催化蒸馏作用的相关产品在结构方面有了比较大的变化:起“组份分离”作用的部位可以选用多种形式、分离效果较好的板波纹填料组成“填料块”;有“催化反应”功能的部位可以用不锈钢丝网将颗粒状的催化剂包裹、加工成不同形状的“树脂块”;再将“填料块”与“树脂块”沿水平方向交替排列组合成“催化蒸馏模块”(Catalytic Distillation Modules)。目前“树脂块”内装填的催化剂受其颗粒度所限,选用的不锈钢丝网孔径为0.20~0.30mm;由于液相物料是垂直方向流经树脂块、加之液相物料表面张力的作用,致密的不锈钢丝网将影响液相物料的渗透性能,进而影响其催化反应效果。同时在此类催化蒸馏模块产品的加工放大过程中尚有诸多不便。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种高渗透性的催化蒸馏模块产品,以强化催化蒸馏过程的反应效果。

一种高渗透性能的催化蒸馏模块,催化蒸馏模块由“树脂块”和“填料块”两部分沿水平方向交替排列组合而成,所述的“树脂块包括外层的不锈钢压延孔网预制的长方形网箱(增加其强度与刚度),于长方形网箱内填充有玻璃纤维织物包裹的树脂催化剂;所述的“填料块”由2~5层波纹形状为折线“<”、“>”形的“不锈钢压延网孔波纹填料”片、横向交替排布组合而成,使相邻填料片的波纹倾角反向交错排布。

树脂块用玻璃纤维织物将树脂催化剂包裹成长方条型,外面用金属压延孔网予以增强;即先将厚度为0.10~0.25mm的玻璃纤维织物缝制成彼此相互平行的条形口袋;再将树脂催化剂装入条形口袋后并将袋口缝合;最后再装入用不锈钢压延孔网预制好的长方形网箱内。

树脂块的长、宽、高度分别为:80~1600mm、15~35mm、230~480mm。

填料块由波纹形状为折线形“<”、“>”的不锈钢压延孔网波纹填料组成;填料片的板厚为:0.08~0.20mm、峰高为4~25mm、波距为5~20mm、倾角为30~45°。

填料块的长、宽、高度分别为:80~1600mm、15~35mm、250~500mm。

不锈钢压延孔网网孔为“菱形”,长对角线为5~8mm、短对角线为: 2~5mm。

本实用新型具体特点是:

选用耐酸、耐碱、耐高温且对有机物料渗透性能极强的玻璃纤维织物,用做颗粒状树脂催化剂的包敷材料,借以提高液相物料对于树脂催化剂颗粒外表面的润湿性无疑是非常必要的;在液相喷淋密度相同的情况下:与使用不锈钢丝网(孔径0.27mm)加工的树脂块相比较,其持液量有了明显提高。

为提高使用玻纤织物包敷树脂催化剂加工树脂块(半成品)的刚度,可以将其安放在按照预定尺寸加工好的长方形不锈钢压延孔网箱内即可。

不锈钢压延孔网的端面略带倾斜,有助于液相物料进入树脂块的内部,进一步增强催化剂的反应效果。

附图说明

图1为催化蒸馏模块组装图(俯视图);图中:A-树脂块B- 填料块。

图2为树脂块组装图(其中,a为主视图、b为侧视图);图中: 1-金属压延孔网箱2-颗粒状树脂催好剂3-玻璃纤维织物。

图3为填料块组装图(主视图)。

具体实施方式

该新型催化蒸馏模块产品可按如下方式加工:

1、裁剪厚度为0.16~0.18mm的玻璃纤维织物、将其缝制成彼此相互平行的一端开口的条形口袋;

2、将颗粒状的树脂催化剂装入缝制好的玻纤织物口袋内,再将袋口缝好,需防止树脂催化剂颗粒泄漏;

3、将装有树脂催化剂的玻纤织物口袋再放入使用金属压延孔网预制好的长方形网箱内以后,将网箱的开口端封闭,备用。树脂块的长、宽、高度分别为:80~150mm、25mm、280mm。

4、由2层波纹形状为折线“<、>”形的“金属压延孔网波纹填料”片、横向交替排布组合成填料块,使相邻填料片的波纹倾角反向交错排布(相邻波纹填料片波峰与波峰相对、波谷与波谷相对);填料片的板厚为~0.12mm、峰高为~10mm、波距为~20mm、倾角为~30°。填料块的长、宽、高度分别为:80~150mm、25mm、300mm。

5、将预制好的树脂块和填料块沿水平方向交替排列组合成高渗透性的“催化蒸馏模块”,应用于轻汽油醚化催化蒸馏实验装置。

应用实例

在轻汽油醚化催化蒸馏实验装置中,活性叔戊烯(2M1B、2M2B) 与甲醇反应生成甲基叔戊基醚。

实验选用同一规格的“填料块”与两种结构的“树脂块”分别组合的“催化蒸馏模块”,单盘高度均为300mm。两种结构的“树脂块”装入同等数量的树脂催化剂:一种按前述的专利方法加工制作;另一种采用60 目不锈钢网直接包敷成型。

在相同的操作工况条件下,分别测定其持液量与活性叔戊烯转化率。实验结果表明:前者的持液量增加6~8%、活性叔戊烯转化率提高3~5%。

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