[发明专利]催化蒸馏构件

说明书

本发明的技术背景

技术领域

本发明总的来说涉及一种蒸馏构件，它具有反应催化剂和蒸馏时作为物质传递表面的双重功能。更具体地说，本发明涉及一种含有一种固体粒状催化剂的固定的蒸馏构件。

相关技术

并发反应及从反应物中分离产品已经实践了一些时间，其优点已被认识到。使用并发反应和蒸馏的例子已在如下美国专利中公开，即专利(醚化)4,232,177；4,307,254；4,336,407；4,504687；4,918,243；以及4,978,807；(二聚)4,242,530；(水合)4,982,022；(离解)4,447,668；和(芳香族烷基取代)4,950,834及5,019,669。

已提出了几种不同的催化蒸馏构件，例如美国专利4,302,356和4,443,559，其中粒状催化剂被装在用去雾器丝缠绕的布带上的袋中，以形成催化蒸馏构件；及美国专利4,731,229，其公开了一个带有波纹元件和带子组成的填料并形成催化构件。美国专利5073236公布了改进了的含催化剂的高效填料。本发明的优点正是在于在一些实施例中流体能在塔内获得较大的可流动性。还有一个优点是此催化蒸馏构件提供比许多现有技术更好的蒸馏特性。

发明概述

本发明提供了一个多用途的接触式构件，它包括一个由至少两个基本呈垂直方向的同样格栅构成的刚性框架和许多基本水平的刚性件，将格栅分开并固定，以及安装在所述格栅上的许多基本水平的可渗透流体的管子，最好是丝网管，以在所述的管间形成许多流体通道。最好至少一部分所述丝网管含有一种粒状催化物质。这些构件可用于任何固定床系统，在那里流体(液体和/或气体)可与催化物质接触。本发明对反应蒸馏，即，催化蒸馏过程特别有用，但此构件对液/液，气/液或气/气同向或逆向流也是有用的。

格栅可有许多开孔，以使刚性构件如不锈钢杆或管以及丝网管插入孔中。格栅基本垂直于刚性构件和丝网管，并且格栅上的点阵模式最好相同。格栅上的模式最好为开孔的规则排列。构件中要包含有足够多的刚性构件，使构件完整，以在塔的深度上能堆放几个构件。一般刚性构件沿构件的周边分开放，并刚性连接在格栅上，例如用焊接连接。

为了在丝网管中间形成通道，构件最好包括至少两个丝网管，丝网管的排列基本平行，邻近和竖直成排，并且至少一个偏置的丝网管与所述的竖直排列的丝网管相邻并隔开一定距离。在更优选的实施例中，管列中竖直排列的管之间的距离足以使偏置的丝网管覆叠所述的竖直排列的丝网管而不与之接触，从而形成了迂回的流体通道。

这里所用的术语“管子”，意思是具有任何横截面的封闭细长构件，如其横截面为圆的、正方的或矩形的。

不包含粒状物质的构件正如所描述的那样显示了其优越特性，并且在常规的蒸馏中是极好的构件，它们可以单独使用，或连接到常规的底板、下降管等上。

附图简介

图1是一个构件的断面示意图，显示出含催化剂的元件及一个优选实施例的空间布置情况。

图2是由图1的空间布置情况表示的优选实施例的轴侧图。

图3是另一个实施例的断面示意图，与图1在空间布置上不同。

图4是一个没有粒状物质的构件的断面示意图。

图5是放置在蒸馏塔反应器中的构件断面示意图。

优选实施例详述

现参照附图对优选实施例进行详细说明，方便起见，附图中同样组件用同样的数字表示。

图1是一个实施例的示意图，图中相邻垂直布置的管子10间的距离是2h。在这个实施例中X，即横向邻近管子12上的最近点14和管列10的中心竖直轴16间的距离与Y，即横向相邻管子10与管子12间的距离相等。图1所示构件的空间布置使相邻排的管子相互交错，并允许每列的部分管子叠放但不接触。这个叠放为流体提供了一个迂回通道18，这样的构件为流体与管子提供了更多的接触机会。

催化剂30装在边长为T的矩形管10a-10h中，惰性组分32装在管10i中，而管子10j是空的。在填料最紧密排列的情况下，蒸汽和流体的通流面积比为(x-δ)/d。对于给定的管中心面间距d，在催化密度最大时距离Y与X相等。在希望催化密度较低时，可增大内部管子间距参数h。这样，Y将大于X。或者，催化剂的密度可由惰性填料或设置空管来降低。这样，由构件的构型和管子填充物共同起作用，使得本接触式构件提供了一种适用性强的接触多种流体的装置。图中右侧的两条点划线代表流过填料自由路径的最小值(Lmin)和最大值(Lmax)。这些路径的算术平均值代表了填料的曲折度。