[发明专利]复合催化泡罩塔板

说明书

技术领域

本发明涉及复合催化泡罩塔板，它是对石油炼制和化工工业中的催化精馏塔板以及 泡罩塔板的结构改进。

背景技术

在石油加工、化工、精细化工、环境保护等工业过程中，要大量用到各种板式分离 及传质塔器，以使多种组分的液体混合物、气相混合物按照要求分离开来。板式塔有各 种类型，如泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌形塔板等。其中泡罩塔板是最早在工业上大规 模应用的塔板之一，有成熟的设计方法和操作经验，泡罩塔板的优点是操作弹性较大， 塔板不易堵塞，可满足在较高的气体负荷及液体负荷极小的操作工况。与其他塔板相比， 泡罩塔非常适合于催化精馏操作，当前对于泡罩塔的改进主要是从提高气液通量和传递 效率，或研发泡罩塔反应器，相关专利有超级泡罩塔(CN1506144A)，向泡罩塔反应器 内注入氧气(97120840.9)，带有通流管的泡罩塔反应器和再生其中的催化剂的方法 (CN1230941)，以及组合式多孔介质泡罩塔板(CN2604219)。催化反应精馏是一种应 用前景广泛的新型反应、分离工艺，它是在精馏塔设置催化剂，使物料的反应与分离过 程同时在精馏塔内完成。由于反应物的及时取出，促进了反应正向进行，提高了反应效 率，实现了较高的选择性，使得总的设备投资和操作费用降低。在催化精馏过程中，催 化剂的装填量，气液以及催化剂的良好接触，接触时间的长短会影响反应效率。华东理 工大学开发的催化精馏塔的精馏段构件由多个精馏构件单元重叠堆积组成，精馏构件单 元包括两个上下“互补”的小单元，小单元包括相间组合的一个或一个以上的规整填料 元件和一个或一个以上的催化剂元件(参见：专利CN00111945.1)。河北工业大学开发的 立体催化精馏塔板，在塔板上安装有规则排列的升气管，升气管上配合安装组合喷射单 元，喷射组合单元由立体喷射帽罩与固体催化剂组合而成(参见：专利CN1895715)。 也有在波纹状外壳内装催化剂以组成催化精馏填料(参见：专利92222666.0)，天津大学 开发的催化精馏填料塔，其塔体内由上至下依次设置液体分布器，锥形导流器，催化填 料段，气体分布器，催化填料段由催化填料层和规整填料层相间排列构成(参见：专利 CN101254353)。在常规的催化精馏塔里，催化剂用丝网等常规材料包括捆扎后放置在 塔板上或降液管内，以使液体流过时能与催化剂接触。由于塔板结构限制，催化剂的装 填量及其与液相的接触面积和时间都受到很大的限制，并且存在压降大，能量消耗大， 催化剂用量大、更换困难，效率低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大通量低压降的复合催化泡罩塔板。它能够用于石油炼 制和化学工业中的催化精馏操作，能够有效提高反应效率，降低塔板压降，增大操作弹 性，提高分离效率。同时由于催化剂设置在泡罩结构内，极大提高了空间利用率。

本发明的技术方案如下：

一种复合催化泡罩塔板，它主要包括泡罩顶盖、泡罩桶体、固体催化剂、催化剂支 撑、泡罩支脚和塔板筛板，该复合催化泡罩塔板的塔板筛板的孔径d＝10～150mm，泡罩 桶体直径为D＝30～200mm，泡罩高H＝100～500mm，泡罩桶体内催化剂装填高度为 50～250mm，泡罩桶体上有泡罩顶盖，泡罩顶盖距离上一层塔板为10～50mm，泡罩桶体 内有催化剂支撑，催化剂支撑高20～100mm，其底部距离塔板筛板20～50mm，泡罩桶体 侧壁上开有4～16个舌形导向孔，单孔面积为50～500mm²，塔板筛板上的开孔为平孔或 喇叭形孔，泡罩桶体通过泡罩支脚固定在塔板筛板的开孔上。在泡罩桶体内设置有固体 催化剂，用于催化精馏操作，在催化剂支撑的集气结构作用下，上升气流带着进入泡罩 的液体向上运动，进入催化剂床层，与催化剂充分接触反应后，通过泡罩桶体侧壁上的 导向孔排出，流体排出水平流动方向与塔板上液体流动的方向基本一致，

上述的复合催化泡罩塔板，所述的催化剂支撑是通过焊接在泡罩桶体底部的三个窄 片固定在泡罩桶体的底部。

上述的复合催化泡罩塔板，所述的催化剂支撑顶部为圆盘形，可以是多孔板，带支 架的丝网等多孔材料。

上述的复合催化泡罩塔板，所述的泡罩桶体可以冲出有多个具有导向功能的流体通 道，以提高气体通量，并产生与板上液体流动方向接近的流体运动。

上述的复合催化泡罩塔板，所述的顶盖与泡罩的连接可以采用螺栓、卡子或螺纹固 定。