[发明专利]一种催化精馏塔催化剂装填构件及应用

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域中催化精馏塔催化剂装填构件及应用。

背景技术

催化精馏塔是一种将反应与分离耦合在同一设备中的化工设备，反应段的内构件必须同时具有为催化反应提供催化活性和汽液接触传质作用的双功能。催化精馏塔的内构件的结构性能直接影响催化精馏过程的效率，因此，许多专利和文献公开或报道了各种类型的内构件及催化剂的装填结构，如：

美国专利USP4443599提出了将催化剂放入玻璃纤维或离子交换树脂毛毡做成的套袋作为催化剂元件，再与丝网弹性体一起卷成捆束组成催化精馏塔的填料内构件，置于催化精馏塔内。由于反应物和生成物的传递均需要通过套袋，传质扩散过程受阻，严重影响反应过程的进行，总体反应效率不高。

美国专利US5275790提出了将多孔惰性小球与催化剂均匀混合后装入不同结构的网状或者多孔壁金属箱子中，由金属箱构成催化蒸馏塔内件，试图在催化蒸馏塔内件中形成一定的自由空间，作为汽液两相流动的通道，但这类塔填料难以避免沟流和短路现象。

中国专利1266736提出催化精馏塔的催化剂填装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规整填料元件和一个或一个以上的催化剂元件。该构件的优点消除了液体沟流和短路现象，催化剂颗粒的利用率较高，但同样也存在催化剂床层阻力大、催化精馏塔处理量小的缺点。

中国专利101219400提出了一种催化剂网盒在丝网和平桥制成的带有防溢流挡板的封闭式网盒内设置有催化剂颗粒，催化剂填装构件是催化剂层上下层交错排列于塔内，相邻层的催化剂网盒不在同一轴线上重合，该构件的优点消除了液体沟流和短路现象，催化剂颗粒的利用率较高，但同样也存在催化剂床层阻力大、催化精馏塔处理量小的缺点。

中国专利101306256提出了一种高效传质的催化剂蒸馏塔内件，塔内件是一个多孔容器，它的内部装有催化剂性能的填充物，塔内件的上底高度低于侧壁，使催化剂上方积累一定高度的液体，该构件的优点在于反应物与催化剂表面充分接触，同时也能有效控制反应物在催化剂表面上的停留时间，催化剂颗粒的利用率较高，但也存在催化剂床层阻力大、催化精馏塔处理量小的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种装填于催化精馏塔内的大通量高传质效率的液体穿流式催化剂装填构件及应用，这种塔内件能够借助催化剂上方的液体自身的重力使反应液体在催化剂床层至上而下均匀通过，用于烷基化硫转移反应精馏脱硫工艺中，反应液体在催化剂表面保持一定的停留时间。

本发明所述的催化精馏塔催化剂装填构件是通过以下技术方案实现的。

本发明的催化精馏塔催化剂装填构件由筒体、防溢流挡板、下底面板和隔板构成；防溢流挡板位于筒体的中部，将筒体内分为气相通道和催化剂填装区，防溢流挡板由不通透的平板制成，为筒体1侧壁高度的0.6～0.8倍；下底面板位于催化剂装填区的下底面，由丝网板或多孔板构成，隔板平放在防溢流挡板上，由丝网板或多孔板制成，面积与筒体的横截面相等，在隔板上是放置规整的填料的填料区。

所述的筒体的形状可以根据塔的尺寸由不通透的平板围成圆柱形或长方体或其它不规则形状。

所述的筒体与塔壁接触的两端的形状与塔内壁的弧形曲线相吻合。

所述的筒体的侧壁高度为20～800mm，防溢流挡板的高度为侧壁高度的0.6～0.8倍。

所述的催化剂装填区的横截面积与气相通道的横截面积比为4∶3～3∶2。

所述的催化剂装填区的装填物为具有相近尺寸的催化剂颗粒，催化剂的装填高度为防溢流挡板高度的0.5～0.8倍。

所述的催化剂装填区底部是由10～100目的不锈钢丝网或开孔率为10％～80％的带孔钢板、带孔塑料板或多孔陶瓷、多孔的碳化硅材料制成。

所述的装填构件按层排列，上下两构件的气相通道区与催化剂装填区交错排列于塔内，上下两层的塔内件在同一轴线上重合。

所述的装填构件层与层之间可以叠置，也可以根据塔内情况在两构件之间放置规整填料，规整填料的填装高度为10～500mm。。

所述的装有催化剂的装填构件由塔内壁焊接的支架支撑。

上述的装填构件的限制条件和数据是由以下因素决定的：

催精馏塔填装构件可以根据不同的操作要求，在塔内采用不同填装方式。

塔内件的催化剂装填量、装填构件的大小由塔的处理量决定，装填构件的数量由塔内径和要求的催化剂填装量共同决定。

本发明的优点在于：