一種模塊催化劑滿室床反應裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型一種模塊催化劑滿室床反應裝置，包括滿室床反應器、模塊催化劑，模塊催化劑由金屬絲網、金屬絲網波紋板間隔平行設置，兩片金屬絲網之間盛裝催化劑顆粒形成催化劑層，且該催化劑層內的催化劑顆粒被所述的金屬絲網波紋板隔開放置；模塊催化劑內所述的催化劑層間隔設置；催化劑層形成液相通道，相鄰的催化劑層之間的金屬絲波紋板層構成氣相通道；滿室床反應器內填裝所述的模塊催化劑并上下預留有進料空間或安裝進料分布器空間，模塊催化劑為多塊，自上而下疊摞設置，且所述的氣相通道、液相通道是上下豎直設置，相鄰層模塊催化劑的氣相通道與液相通道相對設置。其非常適合氣液逆流反應、高效節(jié)能、設備結構簡單、操作穩(wěn)定易行。
【專利說明】
一種模塊催化劑滿室床反應裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于有機化工領域，涉及一種用滿室床技術生產聚甲氧基二甲醚使用的滿室床反應裝置的改進，更具體的是提供一種模塊催化劑滿室床反應裝置。
【背景技術】
[0002]聚甲氧基二甲醚是社會公認的極佳的柴油添加劑，只要添加10%左右，便可減少柴油汽車煙氣排放量的70%_90%，極大地改善和提高大氣環(huán)境質量，但是現有的生產方法，仍然存在著工藝流程長，設備復雜，投資大，效果差的缺陷，尤其是所使用的催化劑原始簡單造成諸多不良后果，眾所周知催化劑在工藝技術開發(fā)中是核心技術，它的結構、形式決定了設備結構形式，決定了工藝路線的水平高低。
[0003]專利CN104722249A、CN204569778u、CN10506165A、CN204874344u，公開了一種用甲醛與甲縮醛合成DMMn的方法和裝置，但對催化劑的描述，均為一般，只限于常規(guī)、常態(tài)、未能對這一 “核心技術”進行深入研究，諸如催化劑的結構形式，反應物與催化劑的反應形式等，埋下了工藝技術水平整體低下的隱患和缺陷。鑒于現有技術的缺陷，本發(fā)明人開發(fā)出模塊催化劑滿室床技術，應用于聚甲氧基二甲醚工藝技術中，取得了優(yōu)良的效果。

【發(fā)明內容】

[0004]針對現有技術的不足，本實用新型提供一種模塊催化劑滿室床反應裝置，具體解決了氣液逆流反應中，反應得以進行完全，轉化率高的問題。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]—種模塊催化劑滿室床反應裝置，其包括滿室床反應器、模塊催化劑，所述的模塊催化劑包括催化劑、金屬絲網、金屬絲網波紋板;所述的模塊催化劑由所述的金屬絲網、金屬絲網波紋板間隔平行設置，兩片金屬絲網之間盛裝所述的催化劑顆粒形成催化劑層，且該催化劑層內的所述催化劑顆粒被所述的金屬絲網波紋板隔開放置;所述的模塊催化劑內所述的催化劑層間隔設置;所述的催化劑層形成液相通道，相鄰的所述催化劑層之間的金屬絲波紋板層構成氣相通道；
[0007]所述的滿室床反應器內填裝所述的模塊催化劑并上下預留有進料空間或安裝進料分布器空間，所述的模塊催化劑為多塊，自上而下疊摞設置，且所述的氣相通道、液相通道是上下豎直設置。
[0008]所述的滿室床反應器內，相鄰層所述的模塊催化劑的氣相通道與液相通道相對設置。
[0009]所述的金屬絲網與金屬絲網之間間隔一層或兩層金屬絲網波紋板。
[0010]所述的催化劑層間隔一層或兩層金屬絲網波紋板設置;所述的催化劑層是由兩層所述金屬絲網之間間隔一層或兩層金屬絲網波紋板設置且內部填充所述催化劑顆粒。
[0011]所述的金屬絲網、金屬絲網波紋板是由不銹鋼材料制成，所述的金屬絲網或金屬絲網波紋板也可由帶孔的不銹鋼板替換。
[0012]所述的催化劑是固體酸催化劑，優(yōu)選樹脂催化劑，也可是分子篩類、雜多酸或超強酸。
[0013]所述的金屬絲網、金屬絲網波紋板上下豎直設置。
[0014]氣相物料由滿室床底部進入，液相物料由滿室床的上部進入。
[0015]所述的催化劑層設置加強外壁，將所述的金屬絲網與不銹鋼帶孔波紋板雙層作為所述的催化劑層的外壁。
[0016]所述的模塊催化劑由金屬絲在外圍固定或所述的模塊催化劑外輪廓由所述的金屬絲網包裹固定，呈幾何形狀。
[0017]技術效果:
[0018]1、本實用新型用于滿室床反應裝置后，從而不需要以往滿室床中間設計篩板、收集盤、分布器、降液管、升氣管等設施，簡化了設備結構。
[0019]2、金屬絲網波紋板組成氣相通道，但在包裹著的催化劑的金屬絲網縫隙中氣相仍可與液相傳質傳熱，而且與液相逆流接能，使反應得以進行完全，氣相甲醛的轉化率近100%。
[0020]3、本實用新型非常適合氣液逆流反應，高效節(jié)能、設備結構簡單、操作穩(wěn)定易行。
[0021]4、投資少、見效快；
[0022]5、優(yōu)化了工藝流程。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的圓柱體型模塊催化劑剖面示意圖；
[0024]圖2是本實用新型的立方體型模塊催化劑剖面示意圖；
[0025]圖3是本實用新型剖面示意圖；
【具體實施方式】
[0026]圖中編號說明:1_金屬絲網，2-金屬絲網波紋板，3-催化劑，4-催化劑層，5-外輪廓金屬絲網，6-液相通道。7-氣相通道，8-模塊催化劑，9-進料空間，I O-液相物料，11-氣相物料，12-成品去分飽塔。
[0027]參見圖1、2，一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其包括滿室床反應器、模塊催化劑8，
[0028]所述的模塊催化劑8包括催化劑3、金屬絲網1、金屬絲網波紋板2;所述的模塊催化劑8由所述的金屬絲網1、金屬絲網波紋板2間隔平行設置，兩片金屬絲網I之間盛裝所述的催化劑3顆粒形成催化劑層4，且該催化劑層4內的所述催化劑3顆粒被所述的金屬絲網波紋板2隔開放置;所述的模塊催化劑8內所述的催化劑層4間隔設置;所述的催化劑層4形成液相通道6，相鄰的所述催化劑層之間的金屬絲波紋板層構成氣相通道7;
[0029]所述的滿室床反應器內填裝所述的模塊催化劑8并上下預留有進料空間9或安裝進料分布器空間，所述的模塊催化劑8為多塊，自上而下疊摞設置，且所述的氣相通道7、液相通道6是上下豎直設置，相鄰層所述的模塊催化劑8的氣相通道7與液相通道6相對設置。
[0030]所述的模塊催化劑8由金屬絲在外圍固定。
[0031]所述的金屬絲網I與金屬絲網I之間間隔一層或兩層金屬絲網波紋板2。所述的催化劑層是由兩層所述金屬絲網之間間隔一層或兩層金屬絲網波紋板設置且內部填充所述催化劑顆粒。
[0032]所述的催化劑層4間隔一層或兩層金屬絲網波紋板2設置。
[0033]所述的金屬絲網1、金屬絲網波紋板2是由不銹鋼材料制成，所述的金屬絲網I或金屬絲網波紋板2也可由帶孔的不銹鋼板替換。。
[0034]所述的催化劑3是固體酸催化劑，優(yōu)選樹脂催化劑，也可是分子篩類、雜多酸類、超強酸類。
[0035]所述的金屬絲網1、金屬絲網波紋板2上下豎直設置。
[0036]氣相物料11由滿室床底部進入，液相物料10由滿室床的上部進入。
[0037]所述的催化劑層4可以設置加強外壁，即將所述的金屬絲網與不銹鋼帶孔波紋板雙層作為所述的催化劑層的外壁，金屬絲網為外壁的外層，不銹鋼帶孔波紋板為外壁的內層。
[0038]所述的模塊催化劑外輪廓可由所述的金屬絲網包裹固定封閉成幾何形狀
[0039]本實用新型用于滿室床反應裝置后，從而不需要中間設計篩板、收集盤、分布器、降液管、升氣管等設施。滿室床反應裝置的滿室裝填的完全是本實用新型的模塊催化劑，使氣液逆流接觸、傳質傳熱進行縮聚化學反應。氣相是脫酸、脫水的甲醛氣體且從滿室床底部進料，液相是甲縮醛和分餾后的輕組分，從滿室床的上部進料。氣液兩相逆流接觸于本實用新型模塊催化劑床層，進行縮聚化學反應，生成聚甲氧基二甲醚，簡稱DMMn。
[0040]氣相成分為甲醛氣體及所含其他惰性氣體，如N2、C02、CO等，有效成分是甲醛。氣相甲醛來自于甲醇氧化系統(tǒng)，且是由初脫水、精脫水而來。初脫水是含甲醛的氧化氣體經降溫至水的凝點以下，進脫水塔脫掉大部分水;而精脫水是將初脫剩余的水分再用高效分離塔器(葉片導流式)進行精脫至水分小于0.1%，精脫水還可用萃取法如:離子液體萃取法、苯類、醇類、酚類萃取法，然后解析而得純凈甲醛氣體；液相成份為甲縮醛和分餾輕組分DMM1-2液相原料從滿室床上部進入。氣液兩股物流在滿室床內逆流接觸，在本實用新型模塊催化劑作用下進行完全的化學反應。滿室床的反應條件是:溫度50°C-150°C、壓力Ο-? OMPa 、 空速0.1-1 OOh—1
[0041]本實用新型的模塊催化劑使用于滿室床，構成了模塊催化劑的氣相通道部分和固體酸催化劑部分;氣相通道部分是由不銹鋼金屬絲網波紋板(單層或雙層)構成，也可以由不銹鋼波紋孔板所替換;液相通道是由所述的催化劑層4，即不銹鋼金屬絲網包裹著不銹鋼金屬絲網，不銹鋼金屬絲網的空隙里填充著固體顆粒催化劑所構成。這種模塊催化劑最終拼湊成圓柱型而填充到滿室床中。氣液兩相在固體催化劑周圍及內部，傳質傳熱并進行縮聚化學反應。。
[0042]被不銹鋼金屬絲網包裹著的顆粒狀催化劑是固體酸催化劑，可以是樹脂類的、雜多酸類的、分子篩類的、超強酸類的，優(yōu)選固體酸樹脂類催化劑作為填充催化劑材料，這種固體酸催化劑顆粒的幾何形狀可以是圓球形的、柱狀形的、環(huán)形的，柱狀形的又可分為三葉柱狀形和五葉柱狀形。
[0043]金屬絲網波紋板組成氣相通道，但在包裹著的催化劑的金屬絲網縫隙中氣相仍可與液相傳質傳熱，而且與液相逆流接能，使反應得以進行完全，氣相甲醛的轉化率近100%。
[0044]實例1:
[0045]在滿室床內通入甲縮醛(DMM2) = 1: 2床層溫度控制:80°C頂壓:0.2MPa經上下口取樣分析，上口甲醛含量為O，下出口目標產物含量為91.0 %即0麗3-5選擇性為91.0 %。
[0046]實例2、
[0047]按實例I把床層溫度控制在85°C，其他不變，經取樣分析可知，上口甲醛含量為O，下出口目標產物含量為91.5%。
[0048]實例3:
[0049]按實例I把床層溫度控制在90°C，其他不變，經取樣分析可知，上口甲醛含量為0，下出口目標產物含量為92.0%.
[0050]實例4:
[0051]按實例I把反應器頂壓控制在0.3MPa溫度升至85其他不變，經分析樣品可知，上出口甲醛的含量為O，下出口目標產量含量91.0 %。
[0052]實例5:按實例I把反應器頂壓控制在0.4MPa，溫度升至87°C，經分析上出口甲醛含量為O，下出口目標產物為92.0%。
[0053]由上所述采取滿室床技術取得了極佳的效果，甲醛轉化率近100%轉化，目標產物轉化率均在90%以上。
【主權項】
1.一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其包括滿室床反應器、模塊催化劑，其特征在于， 所述的模塊催化劑包括催化劑、金屬絲網、金屬絲網波紋板;所述的模塊催化劑由所述的金屬絲網、金屬絲網波紋板間隔平行設置，兩片金屬絲網之間盛裝所述的催化劑顆粒形成催化劑層，且該催化劑層內的所述催化劑顆粒被所述的金屬絲網波紋板隔開放置;所述的模塊催化劑內所述的催化劑層間隔設置;所述的催化劑層形成液相通道，相鄰的所述催化劑層之間的金屬絲波紋板層構成氣相通道； 所述的滿室床反應器內填裝所述的模塊催化劑并上下預留有進料空間或安裝進料分布器空間，所述的模塊催化劑為多塊，自上而下疊摞設置，且所述的氣相通道、液相通道是上下豎直設置。2.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的滿室床反應器內，相鄰層所述的模塊催化劑的氣相通道與液相通道相對設置。3.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的金屬絲網與金屬絲網之間間隔一層或兩層金屬絲網波紋板。4.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的催化劑層間隔一層或兩層金屬絲網波紋板設置;所述的催化劑層是由兩層所述金屬絲網之間間隔一層或兩層金屬絲網波紋板設置且內部填充所述催化劑顆粒。5.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的金屬絲網、金屬絲網波紋板是由不銹鋼材料制成，所述的金屬絲網或金屬絲網波紋板也可由帶孔的不銹鋼板替換。6.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的催化劑是固體酸催化劑，樹脂催化劑，分子篩或雜多酸、超強酸。7.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的金屬絲網、金屬絲網波紋板上下豎直設置。8.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，氣相物料由滿室床底部進入，液相物料由滿室床的上部進入。9.如權利要求1或4所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的催化劑層設置加強外壁，將所述的金屬絲網與不銹鋼帶孔波紋板雙層作為所述的催化劑層的外壁。10.如權利要求1所述的一種模塊催化劑滿室床反應裝置，其特征在于，所述的模塊催化劑由金屬絲在外圍固定或所述的模塊催化劑外輪廓由所述的金屬絲網包裹固定，呈幾何形狀。
【文檔編號】B01J8/02GK205462149SQ201620194196
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月14日
【發(fā)明人】毛進池, 劉文飛, 郭為磊, 王文學
【申請人】凱瑞環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>