一種用于固體磷酸催化劑制備的帶式干燥機及干燥方法
【專利說明】
[技術領域]
[0001]本發(fā)明涉及機械工程中的干燥裝置技術領域，具體是特別適用于丁烯齊聚反應、丙烯齊聚反應和苯丙烯烴化反應的固體磷酸催化劑工業(yè)化制備的帶式干燥機及其干燥方法。
[【背景技術】]
[0002]自二十世紀三十年代美國UOP公司首創(chuàng)固體磷酸催化劑用于烯烴疊合以來，至今從丙烯出發(fā)生產(chǎn)它的三聚體和四聚體仍采用這種催化劑。UOP公司的商品SPA-l、SPA-2和SPA-5，已有70年工業(yè)應用歷史，世界上有300套以上工業(yè)裝置長期使用UOP公司的SPAC。然而由于固體磷酸催化劑易泥化導致催化劑壽命不長的弊病始終存在，人們在研宄這種催化劑的活性結構和開發(fā)新載體的同時，特別注意制備工藝的創(chuàng)新和改進。
[0003]我國有豐富的齊聚原料來源，煉油廠和石油化工廠聯(lián)產(chǎn)大量低碳烯烴(丙烯和丁烯)，2013年C4餾分總產(chǎn)量達到11.5X107t，是豐富的丁烯齊聚原料；此外，從油田和氣田分離出的液化氣，主要是C4，所含C4烷烴，經(jīng)脫氫也是齊聚的優(yōu)良原料。目前我國C4除用作燃料外，化工利用約占41%。低碳烯烴經(jīng)過齊聚(或者疊合)獲得的液相齊聚產(chǎn)物主要是碳數(shù)在6?16范圍的烯徑，是多種高附加值化學品的中間體，也是高效的汽油高辛烷值調(diào)和組份；
[0004]我國汽油辛烷值缺口越來越大，截至2014年底我國原油加工量為4.88億噸，總能力據(jù)世界第二位，占世界煉油能力的13% ;我國2014年成品油(汽油、柴油、煤油)產(chǎn)量達到3.06億噸，其中汽油產(chǎn)量10420萬噸、柴油產(chǎn)量17450萬噸、煤油產(chǎn)量為2735萬噸。齊聚物屬于高辛烷值烯烴，添加到加氫脫硫、降烯烴獲得的汽油中具有“雙效辛烷值增效作用”，調(diào)和辛烷值RON達到105以上。隨著清潔化進程和汽油標號的提高，汽油辛烷值的缺口將越來越大，這種增效作用越來越受到重視；
[0005]齊聚催化劑有均相和多相兩類。硫酸、磷酸之類為均相催化劑，雖然有反應速率高和轉化率高等優(yōu)點，但是產(chǎn)物分離困難且有大量廢液需要處理等問題；多相齊聚催化劑主要包括:沸石型固體酸催化劑、非沸石型固體酸催化劑和其他負載型催化劑。負載型齊聚催化劑大致可歸為3類:一是以鐵、鎳為代表的負載金屬齊聚催化劑；另一類是以BF3為代表的負載Lewis酸或超強酸齊聚催化劑。第三類是工業(yè)應用最為廣泛的固體磷酸催化劑(SPAC)。目前國內(nèi)沒有性能穩(wěn)定的商品固體磷酸催化劑供應，迫切需要建設擁有自主知識產(chǎn)權的工業(yè)生產(chǎn)裝置。
[0006]在固體磷酸催化劑的制備過程中需要對催化劑進行干燥處理。傳統(tǒng)技術中的干燥箱內(nèi)部沒有自動化輸送結構，在使用時需要將干燥箱打開，人工放入物料，再進行干燥，干燥完成后再人工取出，整個干燥過程需要幾個人員監(jiān)管操作，耗時耗力。
[0007]現(xiàn)有技術中還有一些帶式的具有輸送機構的干燥機，如公開號為103372929A的干燥機，包括進料箱、主機箱、翻料箱以及出料箱，前述各箱體內(nèi)部設置輸送網(wǎng)，主機箱的一側邊連通有安裝散熱器加熱箱，主機箱及加熱箱的頂部安裝離心風機，離心風機分別與加熱箱以及主機箱連通，主機箱的另一側邊連接吸風機。又如公開號為102679699B的一種帶式流化干燥機，包括殼體、熱風輸送裝置、集塵設備和引風機，殼體內(nèi)水平設有網(wǎng)帶輸送單元，網(wǎng)帶輸送單元包括上層網(wǎng)帶和下帶網(wǎng)帶，上層網(wǎng)帶和下層網(wǎng)帶長度方向的表面均勻等距固定設有若干扒料板，下層網(wǎng)帶的下方平行設有用于承接上層網(wǎng)帶傳輸落料的多孔物料板，多孔物料板與殼體固定，扒料板將多孔物料板上的物料分隔成若干獨立的物料干燥單元，通過調(diào)整向上穿透多孔物料板的熱風風量使每個物料干燥單元的物料處于沸騰的流化干燥狀態(tài)，每個物料干燥單元的物料在干燥過程中隨扒料板的推進向前輸送。但是這類干燥機自動化不夠完善，一些參數(shù)不可控制，造成干燥程度不符合要求等技術問題。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0008]本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術中干燥機自動化程度低等不足和缺陷，提供一種結構新穎、安全可靠、生產(chǎn)效率高用于固體磷酸催化劑制備的帶式干燥機，包括進風風機、循環(huán)風機、傳動電機、排濕風機、分料器、加料斗、熱交換器，所述的加料斗連接物料輸送層，循環(huán)風機連接循環(huán)風管，其特征在于每層物料輸送層連接不同的變頻調(diào)速機，所述的干燥機為全封閉結構，干燥機內(nèi)腔底部壁面滿焊，并在干燥機內(nèi)腔的轉角處通過圓角過度。
[0009]熱交換器的進風口處加設過濾網(wǎng)，熱交換器出口上設有分風調(diào)節(jié)閥，循環(huán)風管的若干個熱風出風口分別置于干燥機內(nèi)腔頂部的中部。
[0010]物料輸送層包括傳動鏈輪，傳動鏈輪連接傳動電機，傳動鏈輪上設有輸送網(wǎng)帶，輸送網(wǎng)帶底部安置列管式熱交換器，所述的列管式熱交換器連接干燥機外部的導熱油鍋爐，導熱油鍋爐通過泵將熱油輸送至列管式熱交換器，導熱油鍋爐上設有電動溫控閥從而自動控制導熱油流量進而來控制干燥機內(nèi)的干燥溫度。
[0011]物料輸送層為多層，每層溫度、干燥時間均可控，且有有數(shù)字顯示。
[0012]干燥機內(nèi)設有均風板。
[0013]進風風機、循環(huán)風機、傳動電機、排濕風機的進風口均裝有過濾器。
[0014]進風風機、循環(huán)風機、傳動電機、排濕風機的機箱體采用全焊接框架，內(nèi)部封面為不銹鋼板，外部封面為冷軋板。
[0015]循環(huán)風機、排濕風機的為帶變頻的離心風機。
[0016]干燥機整體采用碳鋼組合材質制作而成。
[0017]干燥機一側設有手拉式保溫檢修門。
[0018]本發(fā)明還包括上述帶式干燥機的干燥方法，其通過分料器將待干燥物料放入加料斗中，由輸送網(wǎng)帶將物料傳送至干燥機內(nèi)部，同時催化劑顆粒通過連續(xù)的輸送帶將物料送進多層干燥機內(nèi)，催化劑顆粒在多層帶式干燥機勻速運動，由上至下下落運動，夾在物料層中部的濕料與外部的干料交替混合，達到均質效果，干燥過程中，熱風通過循環(huán)風機在設備內(nèi)強制循環(huán)，循環(huán)風經(jīng)導熱油加熱器不斷循環(huán)吹送，穿透物料層，每一層輸送帶下安置列管式加熱器，補充循環(huán)風吹過每測個物料層后的熱量損失，穿透后的低溫熱風再次通過導熱油加熱器，進行二次循環(huán)，物料在設備中經(jīng)恒溫熱風加熱再次反應，定時完成干燥，進入下一流程，最后從出料口出料，設備頂部的排濕風機不停工作，定量排放含濕熱風，排放量為可調(diào)的總循環(huán)5%?50%風量。
[0019]本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點在于:
[0020]1.本發(fā)明的內(nèi)部結構設計合理，熱風自下而上和自上而下交叉穿過物料，增大了物料與熱空氣的接觸面積，提高了干燥效率。
[0021]2.整臺設備的材質采用符合高溫要求的碳鋼組合材質進行制作，內(nèi)腔底部滿焊，圓角過度，使得帶機在工作狀態(tài)中與外界無竄風現(xiàn)象，并且確保設備清洗方便，設備內(nèi)部無積水現(xiàn)象，保證了每次烘干物料的潔凈度。
[0022]3.采用全封閉結構，除了排濕風管和循環(huán)風管外，再沒有外風管，從而保證物料不受污染，提高熱效率，改善工作條件。
[0023]4.采用獨特的內(nèi)部送風裝置，既提高了物料與熱空氣的相對速度，提高干燥速度，又保證物料干燥均勻一致。
[0024]5.熱風進口分置于中間，并在熱交換器的進風口出加設特制的過濾網(wǎng)，不但過濾了循環(huán)風內(nèi)的細粉及雜物，并且保證了熱交換器內(nèi)部的潔凈；同時還在設備的一側開有手拉式保溫檢修門，可以容易地接觸到干燥機的所有部件，便于檢修，方便清潔。
[0025]6.本機組中干燥機可設計為多層。溫度可通過分風調(diào)節(jié)閥控制，并且每層均有數(shù)字顯示，設備的可操作性大大提高。