板式催化反應精餾塔一般有以下幾種形式:第一種是將催化劑用多孔的,能包裹住催化劑顆粒的材料將催化劑包成包,再將一個或多個這樣的包置于一個多孔盒內,此多孔盒規則排列于塔板的進口堰、出口堰附近,利用塔板上液體的自然流動,在催化劑表面進行反應,再利用塔板進行分離;第二種是將催化劑置于塔板的降液管底部,利用塔板的自然降液,在催化劑表面進行反應,再利用塔板進行分離。這兩種結構的催化反應精餾塔都是在普通塔板上的局部放置催化劑,利用塔板的自然降液完成催化反應,因此催化劑表面更新緩慢,而且氣液相與催化劑接觸時間較短,只進行一次接觸,就進入下一層塔板,使反應速率較慢、轉化率較低,很難發揮催化反應精餾的優點;第三種是采用活性材料載體制成塔板,催化劑與塔板一體化,這種塔板的造價較高,塔板強度較差,較難大規模應用。

    我公司經長期研究,開發出一系列催化反應精餾塔構件,新型催化反應精餾塔是我公司特色產品之一。它主要由降液管、塔板、受液盤構成塔板主體部分,以及由提液管、填料及填料筐、催化劑及催化劑筐、集液板等組成塔板上的催化反應傳質單元,可用于化工過程中的催化反應精餾設備,該塔從根本上解決了目前催化反應精餾塔催化劑的包裝和裝填問題,由于催化劑的裝入造成的壓力降問題、催化反應和精餾操作不平衡問題,強化了催化劑表面更新,延長了液相在催化劑表面的停留時間,使分離效率和反應速率大為提高。

    這種新型催化反應精餾塔,如圖1所示,塔板上均勻分布一定數量的催化反應精餾傳質單元,催化劑置于與提液管相連的催化劑筐內。由下一層塔板上升的氣體,經塔板升氣孔上升,將塔板上液體吸入提液管,氣液并流在提液管內高速湍動傳質,由頂部填料強化傳質后,氣液分離,氣體上升到上一層塔板,液體下降進入催化劑筐,進行催化反應。反應后的液體落回塔板,沿塔板流動進入下一個催化反應精餾傳質單元,繼續進行反應和分離。 這種催化反應精餾塔將催化反應與精餾有機地結合在一起,它與以前的催化精餾塔相比,改變了塔板上液體的自然流動,使催化劑表面始終保持不斷更新;每一層塔板上液體都經過若干個催化反應精餾傳質單元的反應和分離,增加了液體和催化劑的接觸時間,從而不但加速了催化反應,而且增加了轉化率。

    

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1-升氣孔,2-塔板,3-底隙,4-催化劑筐,5-集液板,6-催化劑,7-提液管,8-填料,9-填料筐,10-塔板液層

圖1 新型催化反應精餾塔單元示意圖

    

典型應用:

(1)醋酸甲酯反應蒸餾塔(臺灣)

(2)催化干氣制乙苯(北京)

    

    

 

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