一種全程反應式反應精餾器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全程反應式反應精餾器，其包括塔釜和塔身，所述塔身固定連接于塔釜的上側(cè)，所述塔釜上設(shè)有分居塔身兩側(cè)的填料口和排污口，所述塔身的頂部設(shè)有精餾出口，在該塔身內(nèi)部沿其高度方向自下而上依次間隔設(shè)置催化劑層和精餾孔板層，所述塔釜的下表面固定連接至少一超聲波攪拌器，所述超聲波攪拌器設(shè)有的超聲波傳感棒內(nèi)置于塔釜中。本發(fā)明可以靈活的設(shè)置催化劑添加量，增加反應物的反應面積，提高催化反應率，提高精餾純度，最終獲得理想的生產(chǎn)率。
【專利說明】一種全程反應式反應精餾器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化工生產(chǎn)設(shè)備，具體講是涉及到化工生產(chǎn)中的化學反應、氣液相 變、傳熱傳質(zhì)的板式反應精餾器。

【背景技術(shù)】
[0002] 反應精餾是現(xiàn)代化工生產(chǎn)過程中常見的工藝環(huán)節(jié)。精餾塔和塔釜是精餾工藝中最 重要的兩種設(shè)備，其結(jié)構(gòu)對精餾效果具有重要影響。反應精餾塔是精餾塔的一種，優(yōu)化結(jié)構(gòu) 設(shè)計、促進反應進行是提高反應精餾效果的重要手段。目前化工生產(chǎn)中運行的反應精餾主 要采用優(yōu)化催化劑選型和放置方式以及改善攪拌方式等手段提高反應精餾效果。
[0003] 催化劑放置主要有以下幾種方法：
[0004] 1.粒狀催化劑與惰性填料混裝，這種方法優(yōu)點是拆卸方便，但是堆積的催化劑顆 粒使塔內(nèi)流動阻力增大。
[0005] 2.在塔外部設(shè)置反應器，不影響塔板上氣液通道，但是操作比較復雜。
[0006] 3.催化劑顆粒放入平板夾層中，優(yōu)點是傳熱傳質(zhì)效果好，但是裝卸麻煩。
[0007] 4.制備多孔蜂窩狀固化催化劑層，采用此種方式催化劑材料，既可以增大催化面 積，同時本身也可以作為精餾孔板使用，使反應物混合上升蒸汽和下降液體均可以在流動 過程中不間斷反應，提高反應率。
[0008] 攪拌方式主要有：
[0009] 1.機械攪拌，采用機械攪拌的方式促進反應物混合。這種方式結(jié)構(gòu)簡單、攪拌性能 好、效率高、適應物料范圍廣，但是對促進提高催化效果作用很小，而且占用空間較大，維修 復雜。
[0010] 2.流體攪拌，分為氣體攪拌和液體攪拌。此種方式混合效果好，但對反應精餾方式 混合不適用。
[0011] 3.超聲波攪拌，超聲波的空化作用可產(chǎn)生的大量小氣泡增大了不同反應物接觸面 積，同時研究證明，超聲波可以提高反應物自身能量，降低反應活化能，促進反應進行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 針對以上不足，本發(fā)明提供一種全程反應式反應精餾器，其通過催化劑層與超聲 波攪拌相結(jié)合，有效地增大反應面積、提高反應率、同時簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計、方便拆卸維修。
[0013] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0014] 一種全程反應式反應精餾器，其包括塔釜和塔身，所述塔身固定連接于塔釜的上 側(cè)，所述塔釜上設(shè)有分居塔身兩側(cè)的填料口和排污口，所述塔身的頂部設(shè)有精餾出口，在該 塔身內(nèi)部沿其高度方向自下而上依次間隔設(shè)置催化劑層和精餾孔板層，所述塔釜的下表面 固定連接至少一超聲波攪拌器，所述超聲波攪拌器設(shè)有的超聲波傳感棒內(nèi)置于塔釜中。
[0015] 采用超聲波攪拌與多孔蜂窩狀的催化劑層相結(jié)合的方式生產(chǎn)全程反應式反應精 餾器，在塔釜內(nèi)填充反應物與粉末狀催化劑，通過超聲波攪拌器促進反應進行，蒸發(fā)的混合 物在精餾塔塔身上升與下降過程中均需通過多孔的催化劑層，在層中不斷地催化反應，全 程進行催化反應。
[0016] 所述塔釜和塔身均采用耐腐蝕材料制成，兩者采用法蘭式連接，并用密封墊圈進 行密封，以保證缸體的承壓性和密封性。
[0017] 所述催化劑層是由催化劑制備成型的多孔介質(zhì)材料直接固定于塔身的內(nèi)部。
[0018] 所述催化劑層包括固定在塔身內(nèi)部的起支撐作用的多孔介質(zhì)材料以及放置于所 述多孔介質(zhì)材料的固體催化劑。
[0019] 反應精餾器塔身內(nèi)主要部件為由催化劑層（為催化劑制備成型的多孔介質(zhì)材料 或在起支撐作用的多孔介質(zhì)材料放置催化劑）以及精餾孔板層。多孔介質(zhì)材料制備時依照 反應所需的流量、反應接觸面積等參數(shù)確定多孔介質(zhì)的厚度、孔隙率、孔徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)，以 保證精餾過程的反應物流量和反應率，同時對精餾純度也有一定的促進作用。精餾孔板層 根據(jù)精餾純度與產(chǎn)物的不同設(shè)計孔板孔徑的大小、數(shù)目等尺寸參數(shù)，以保證產(chǎn)物的純度。多 孔介質(zhì)層與精餾孔板層采用機械掛靠的方式一次間隔置于塔身內(nèi)部。
[0020] 多孔介質(zhì)材料孔隙率必須根據(jù)反應精餾特性設(shè)定，既保證氣體液體的滲透率，又 具有較大的反應面積提_反應率。
[0021] 多孔介質(zhì)材料的滲透率

【權(quán)利要求】
1. 一種全程反應式反應精餾器，其特征在于，其包括塔釜（13)和塔身（3)，所述塔身 (3)固定連接于塔釜（13)的上側(cè)，所述塔釜（13)上設(shè)有分居塔身（3)兩側(cè)的填料口（1)和 排污口（9)，所述塔身（3)的頂部設(shè)有精餾出口（4)，在該塔身（3)內(nèi)部沿其高度方向自下 而上依次間隔設(shè)置催化劑層（5)和精餾孔板層（6)，所述塔釜（13)的下表面固定連接至少 一超聲波攪拌器（10)，所述超聲波攪拌器（10)設(shè)有的超聲波傳感棒（12)內(nèi)置于塔釜（13) 中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述塔釜（13)和塔身 (3)均采用耐腐蝕材料制成，兩者采用法蘭式連接，并用密封墊圈進行密封，以保證缸體的 承壓性和密封性。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述催化劑層（5)是由 催化劑制備成型的多孔介質(zhì)材料直接固定于塔身（3)的內(nèi)部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述催化劑層（5)包括 固定在塔身（3)內(nèi)部的起支撐作用的多孔介質(zhì)材料以及放置于所述多孔介質(zhì)材料的固體 催化劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述多孔介質(zhì)材料 的孔隙率根據(jù)反應精餾特性制定，以保證氣體液體的滲透率和反應率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述多孔介質(zhì)材料 的孔隙率為15?25%，厚度6?15mm，孔徑3?6mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述超聲波傳感棒 (12)整體置于塔釜（13)內(nèi)的液面以下。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述塔釜（13)的 下表面設(shè)有至少一安裝孔，所述安裝孔內(nèi)固定連接一連接套管（11)，超聲波傳感棒（12)插 入塔釜（13)內(nèi)部，并與連接套管（11)采用螺栓或卡套方式密封連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述塔釜通過法蘭與 一設(shè)有排污口（9)的排污段固定連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的全程反應式反應精餾器，其特征在于，所述填料口（1)位于 塔釜（13)的頂部，所述排污口（9)位于塔釜（13)的底部，所述填料口⑴和排污口（9)均 采用法蘭與閥門的配合方式控制二者的開合。
【文檔編號】B01J8/04GK104399272SQ201410643528
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】劉培, 劉偉, 蔣方明, 岑繼文 申請人:中國科學院廣州能源研究所, 湖南中科皓祥能源科技有限公司