本技術(shù)屬于催化反應(yīng)精餾，尤其是涉及一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔。

背景技術(shù)：

1、反應(yīng)精餾是一種將化學(xué)反應(yīng)與分離操作集成在反應(yīng)精餾塔內(nèi)的一個單元操作內(nèi)，廣泛應(yīng)用于酯化、醚化等受化學(xué)平衡限制的又需要分離酯或副產(chǎn)物水，使得反應(yīng)正向進(jìn)行的場合。反應(yīng)精餾塔將反應(yīng)器與精餾塔集成在一起，不僅提高了能源利用率，還減少了設(shè)備費。

2、然而，對于大部分催化反應(yīng)精餾而言，反應(yīng)段催化劑的裝填是一大技術(shù)難點?，F(xiàn)今運行的反應(yīng)精餾塔大部分采用將催化劑與填料混裝的設(shè)計方案，該設(shè)計致使催化劑裝填方案復(fù)雜，加工制造費用高。此外，當(dāng)反應(yīng)精餾塔內(nèi)的催化劑失活后，只能停車檢修，將相應(yīng)的催化劑及填料全部取出，造成設(shè)備難以長時間穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實用新型旨在提出一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，以解決催化劑裝填方案復(fù)雜，加工制造費用高的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、本實用新型提供了一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，包括塔體，塔體的外側(cè)設(shè)有外置降液管組件，外置降液管組件與塔體連通，塔體從上到下依次設(shè)有精餾段、反應(yīng)段、提餾段；

4、塔體的反應(yīng)段內(nèi)設(shè)有若干個塔內(nèi)組件；

5、塔內(nèi)組件包括爪式分布器、反應(yīng)塔盤、環(huán)形氣相分布管，爪式分布器位于反應(yīng)塔盤(5)的上方；

6、環(huán)形氣相分布管與爪式分布器連通。

7、進(jìn)一步地，爪式分布器包括u型管、升氣帽，升氣帽的端部與u型管的中部連通；升氣帽的另一端與反應(yīng)塔盤連接，反應(yīng)塔盤固定設(shè)置在塔體內(nèi)；

8、爪式分布器的u型管與環(huán)形氣相分布管連接。

9、進(jìn)一步地，所述環(huán)形氣相分布管的遠(yuǎn)離升氣帽的一側(cè)設(shè)有若干個沿圓周分布的第一出氣孔，所述環(huán)形氣相分布管的靠近升氣帽的一側(cè)設(shè)有若干個沿圓周分布的第二出氣孔；

10、并且，第一出氣孔的位置與第二出氣孔的位置對應(yīng)；即一個第一出氣孔對應(yīng)一個第二出氣孔；所述第一出氣孔和第二出氣孔設(shè)置在環(huán)形氣相分布管的下側(cè)面的兩側(cè)；

11、并且，第一出氣孔的數(shù)量至少為15個，第二出氣孔的數(shù)量至少為15個。

12、進(jìn)一步地，第一出氣孔的形心與環(huán)形氣相分布管的形心的連線與豎直方向形成的夾角為30°～60°；例如35°、40°、45°、50°或55°等，優(yōu)選為40°～50°；

13、并且，第二出氣孔的形心與環(huán)形氣相分布管的形心的連線與豎直方向形成的夾角為30°～60°，例如35°、40°、45°、50°或55°等，優(yōu)選為40°～50°。

14、進(jìn)一步的，塔體的精餾段與反應(yīng)段之間設(shè)有進(jìn)料管，塔體的頂部設(shè)有氣相出管，塔體的精餾段的上方設(shè)有液體回流管，液體回流管設(shè)置在進(jìn)料管與氣相出管之間；

15、并且，塔體的底部設(shè)有底部管道；

16、并且，塔體的提餾段的底部從下到上依次設(shè)有第一管道和第二管道。

17、進(jìn)一步地，外置降液管組件包括催化劑在線加料/出料管、反應(yīng)段跨接管、塔盤液相進(jìn)/出料管，若干個塔盤液相進(jìn)/出料管設(shè)置在塔體上，兩個塔盤液相進(jìn)/出料管之間設(shè)置一個反應(yīng)段跨接管，反應(yīng)段跨接管均與催化劑在線加料/出料管連接。

18、并且，塔盤液相進(jìn)/出料管的一端設(shè)置在上層塔盤的上方，塔盤液相進(jìn)/出料管另一端設(shè)置在下層塔盤上方靠近塔盤的位置處。優(yōu)選地，本實用新型中塔盤液相進(jìn)/出料管的一端設(shè)置在上層塔盤上方的清液層中，即為進(jìn)料口，塔盤液相進(jìn)/出料管另一端設(shè)置在下層塔盤上方靠近塔盤的位置處，即為出料口。

19、本實用新型所述反應(yīng)精餾塔內(nèi)催化劑置于反應(yīng)段塔盤上，可以自由流動，可通過催化劑在線加料/出料管、反應(yīng)段跨接管、塔盤液相進(jìn)/出料管實現(xiàn)催化劑在線裝填、卸料，顯著延長反應(yīng)精餾塔的穩(wěn)定運行時間。

20、進(jìn)一步地，反應(yīng)塔盤的上方為催化劑層，所述環(huán)形氣相分布管浸沒在催化劑層中。

21、本實用新型環(huán)形氣相分布環(huán)管與反應(yīng)塔盤的距離較小，環(huán)形氣相分布環(huán)管浸沒在催化劑顆粒中。氣相經(jīng)各爪式分布器后匯集于底部環(huán)形氣相分布管，而后從環(huán)管出氣孔中噴射出，可夾帶沉積在塔盤最下層的催化劑一起流動。同時，靠近環(huán)形氣相分布管處物料含氣量高而密度低，遠(yuǎn)離氣相分布管的處的物料氣相含量較低而密度，進(jìn)而將產(chǎn)生虹吸作用。通過控制環(huán)形氣相分布管的環(huán)半徑，反應(yīng)段塔盤將產(chǎn)生由塔盤外延和中心分別向環(huán)形氣相分布管處的環(huán)流，該環(huán)流動將夾帶催化劑一起運動，使得整個塔盤上各徑向位置的催化劑均能流動起來，進(jìn)而將催化均勻分布在液相中。通過該環(huán)形氣相分布管設(shè)計，反應(yīng)段塔盤上將實現(xiàn)良好的氣液固三相流動，增強傳熱傳質(zhì)作用，強化催化反應(yīng)效果。反應(yīng)段塔內(nèi)件爪式分布器和環(huán)形氣相分布管均無運動損耗，使用壽命較長。

22、所述催化劑層上方依次為清液層、泡沫層；清液層的位置與塔內(nèi)組件的中部對應(yīng)，泡沫層的位置高出清液層150mm～400mm，優(yōu)選為200mm±5mm。

23、本實用新型所述反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段內(nèi)件設(shè)計簡單，設(shè)備制造費用顯著下降。本實用新型所設(shè)計反應(yīng)精餾塔催化劑置于反應(yīng)段塔盤上，可以自由流動，有利于催化劑表面的傳熱傳質(zhì)，強化催化反應(yīng)。本實用新型所述的設(shè)備尺寸范圍為dn200～4000，對應(yīng)的裝置生產(chǎn)產(chǎn)品能力從100噸/年變化至數(shù)十萬噸/年，可以廣泛應(yīng)用于各種不同生產(chǎn)規(guī)模的裝置。本實用新型所設(shè)計的設(shè)備尺寸可以大范圍變化，可以將中試規(guī)模獲取的傳熱、傳質(zhì)、動力學(xué)數(shù)據(jù)直接用于工業(yè)裝置放大。

24、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔具有以下優(yōu)勢：

25、1、本實用新型所設(shè)計反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段液相經(jīng)外置降液管進(jìn)入下層的反應(yīng)塔盤，可以旁路催化劑失活的反應(yīng)塔盤，直接進(jìn)入下下層反應(yīng)段的反應(yīng)塔盤。

26、2、本實用新型所設(shè)計反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段氣相經(jīng)塔盤中心的升氣帽由下層反應(yīng)塔盤進(jìn)入上層的反應(yīng)塔盤，經(jīng)過爪式分布器的升氣帽、u型管，匯集于氣相分布管，最后從氣相分布管上設(shè)置的出氣孔中噴射出。通過這種設(shè)計可以有效的控制夾帶液泛及溢流液泛，提升設(shè)備的操作彈性。

技術(shù)特征：

1.一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：包括塔體，塔體的外側(cè)設(shè)有外置降液管組件，外置降液管組件與塔體連通，塔體從上到下依次設(shè)有精餾段(1)、反應(yīng)段(2)、提餾段(3)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：爪式分布器包括u型管(4)、升氣帽(7)，升氣帽(7)的端部與u型管(4)的中部連通；升氣帽(7)的另一端與反應(yīng)塔盤(5)連接，反應(yīng)塔盤(5)固定設(shè)置在塔體內(nèi)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：所述環(huán)形氣相分布管(6)的遠(yuǎn)離升氣帽(7)的一側(cè)設(shè)有若干個沿圓周分布的第一出氣孔(8)，所述環(huán)形氣相分布管(6)的靠近升氣帽(7)的一側(cè)設(shè)有若干個沿圓周分布的第二出氣孔(9)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：第一出氣孔(8)的位置與第二出氣孔(9)的位置對應(yīng)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：第一出氣孔(8)的形心與環(huán)形氣相分布管(6)的形心的連線與豎直方向形成的夾角為30°～60°。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：第一出氣孔(8)的形心與環(huán)形氣相分布管(6)的形心的連線與豎直方向形成的夾角為40°～50°。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：第二出氣孔(9)的形心與環(huán)形氣相分布管(6)的形心的連線與豎直方向形成的夾角為30°～60°。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：第二出氣孔(9)的形心與環(huán)形氣相分布管(6)的形心的連線與豎直方向形成的夾角為40°～50°。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：塔體的精餾段(1)與反應(yīng)段(2)之間設(shè)有進(jìn)料管(10)，塔體的頂部設(shè)有氣相出管(11)，塔體的精餾段(1)的上方設(shè)有液體回流管(12)，液體回流管(12)設(shè)置在進(jìn)料管(10)與氣相出管(11)之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：塔體的底部設(shè)有底部管道(13)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：外置降液管組件包括催化劑在線加料/出料管(14)、反應(yīng)段跨接管(15)、塔盤液相進(jìn)/出料管(16)，若干個塔盤液相進(jìn)/出料管(16)設(shè)置在塔體上，兩個塔盤液相進(jìn)/出料管(16)之間設(shè)置一個反應(yīng)段跨接管(15)，反應(yīng)段跨接管(15)均與催化劑在線加料/出料管(14)連接；

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：反應(yīng)塔盤(5)的上方為催化劑層(17)，所述環(huán)形氣相分布管(6)浸沒在催化劑層中；

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，其特征在于：泡沫層(19)的位置高出清液層為200mm±5mm。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種用于催化反應(yīng)精餾的反應(yīng)精餾塔，包括塔體，塔體的外側(cè)設(shè)有外置降液管組件，外置降液管組件與塔體連通，塔體從上到下依次設(shè)有精餾段、反應(yīng)段、提餾段；塔體的反應(yīng)段內(nèi)設(shè)有若干個塔內(nèi)組件；每個塔內(nèi)組件包括爪式分布器、反應(yīng)塔盤、環(huán)形氣相分布管，爪式分布器位于反應(yīng)塔盤的上方；環(huán)形氣相分布管與爪式分布器連通。本技術(shù)有益效果：本技術(shù)所設(shè)計反應(yīng)精餾塔反應(yīng)段液相經(jīng)外置降液管進(jìn)入下層的反應(yīng)塔盤，可以旁路催化劑失活的反應(yīng)塔盤，直接進(jìn)入下下層反應(yīng)段的反應(yīng)塔盤且能實現(xiàn)催化劑在線裝填、卸料，顯著延長反應(yīng)精餾塔的穩(wěn)定運行時間。

技術(shù)研發(fā)人員：易樹萍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國天辰工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240416
技術(shù)公布日：2025/1/2