一種高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料及其制備方法，屬于催化精餾技術領域。
【背景技術】
[0002]催化精餾塔是一種將反應和分離耦合在一起的化工設備，反應段的催化填料既要起到促進反應的作用，又要起到氣液傳質(zhì)表面的作用，因此良好的催化劑裝填技術是提高催化精餾效率的關鍵。目前，由于工業(yè)上采用催化劑顆粒直徑比較小，直接放置在塔內(nèi)導致塔內(nèi)壓降增大，容易液泛。另外，由于催化劑制備工藝的局限和催化劑強度的要求，目前催化劑還難以制備成任意的形狀和尺寸，因此如何裝填催化劑才能最大限度地提高催化劑的效率成為催化精餾技術開發(fā)的一個重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種設計新穎、制作簡單且催化劑利用率高的高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料及其制備方法，既能夠充分利用規(guī)整波紋填料片的分離能力，又增加了催化劑包的比表面積提高催化效率，同時減小催化劑層的傳質(zhì)阻力，提高催化精餾過程催化劑的利用率。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一技術方案是:一種高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料，包括催化劑包鏈和規(guī)整波紋填料片，所述催化劑包鏈是由復數(shù)個具有中空結(jié)構(gòu)的催化劑包串聯(lián)而成，所述催化劑包內(nèi)裝有固體催化劑顆粒，所述催化劑包鏈與規(guī)整波紋填料片緊密貼合盤旋后由緊箍片固定成型。
[0005]在進一步的優(yōu)選方案中，所述中空結(jié)構(gòu)位于催化劑包中心，所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設置有支撐物，所述固體催化劑顆粒環(huán)繞于中空結(jié)構(gòu)周圍。
[0006]在進一步的優(yōu)選方案中，所述中空結(jié)構(gòu)呈矩鞍形，所述支撐物為矩鞍環(huán)形構(gòu)件。
[0007]在進一步的優(yōu)選方案中，所述中空結(jié)構(gòu)的橫截面形狀與催化劑包的橫截面形狀相似，且兩者的中心軸重合。
[0008]在進一步的優(yōu)選方案中，所述中空結(jié)構(gòu)的半徑為催化劑包外半徑的1/2?1/3。
[0009]在進一步的優(yōu)選方案中，所述催化劑包是由布料縫制成的環(huán)形袋子，所述固體催化劑顆粒填裝于環(huán)形袋子內(nèi)，所述催化劑包鏈是由復數(shù)個催化劑包縫合串聯(lián)而成。
[0010]在進一步的優(yōu)選方案中，所述布料為玻璃纖維布。
[0011]在進一步的優(yōu)選方案中，所述規(guī)整波紋填料片為板波紋填料片、絲網(wǎng)波紋填料片、孔板波紋填料片、壓延孔板波紋填料片或蜂窩填料片。
[0012]在進一步的優(yōu)選方案中，所述催化劑包鏈與規(guī)整波紋填料片等高。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一技術方案是:一種高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料的制備方法，包括以下步驟:
(I)制作催化劑包:用一塊布料縫制成一個中心留有豎直通孔的袋子，將固體催化劑顆粒裝入袋子內(nèi)并縫合開口，形成一個具有中空結(jié)構(gòu)的催化劑包；
(2)制作催化劑包鏈:采用步驟(I)的方法制作出復數(shù)個催化劑包，并將它們縫合串聯(lián)成催化劑包鏈；
(3)制作催化劑捆扎包填料:將步驟(2)中的催化劑包鏈與規(guī)整波紋填料片緊密貼合并盤旋成盤，然后由緊箍片固定成型，形成催化劑捆扎包填料。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(I)催化劑包的中空結(jié)構(gòu)相當于減少了催化劑包內(nèi)催化劑的厚度，催化劑層外反應物擴散到催化劑顆粒表面、產(chǎn)物擴散到催化劑層外的路程短，催化劑層內(nèi)擴散阻力小，催化劑利用率高。
[0015](2)催化劑包的中空結(jié)構(gòu)增大了催化劑包的氣液傳質(zhì)空間，使反應生成的產(chǎn)物可以得到及時的分離，氣液傳質(zhì)效果好，有利于反應的進行；同時增加了催化劑包的比表面積，提高了催化反應速率。
[0016](3)催化劑包的中空結(jié)構(gòu)設計為矩鞍形，更符合流體流動規(guī)律，并且最大限度的增加了催化劑包內(nèi)的比表面積，從而提高催化劑包的氣液傳質(zhì)效率。
[0017](4)由規(guī)整波紋填料片與催化劑包相互緊密盤旋間隔排列的催化劑捆扎包結(jié)構(gòu)，充分利用規(guī)整填料的分離能力，氣液傳質(zhì)效果好。
[0018](5)本發(fā)明的催化劑捆扎包填料結(jié)構(gòu)簡單，實際加工容易，制備成本低，同時催化劑捆扎包填料大小尺寸可根據(jù)塔徑靈活設置，方便于塔內(nèi)的安裝、維修與更換。
【附圖說明】
[0019]圖1是高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料的俯視圖。
[0021 ]圖3是催化劑包的縱截面圖。
[0022]圖中標記:100-催化劑包鏈，110-催化劑包，111-固體催化劑顆粒，112-支撐物，113-布料，200-規(guī)整波紋填料片，300-緊箍片。
【具體實施方式】
[0023]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0024]如圖1?3所示，一種高效催化精餾塔塔內(nèi)催化劑捆扎包填料，包括催化劑包鏈100和規(guī)整波紋填料片200，所述催化劑包鏈100是由復數(shù)個具有中空結(jié)構(gòu)的催化劑包110串聯(lián)而成，所述催化劑包110內(nèi)裝有固體催化劑顆粒111，所述催化劑包鏈100與規(guī)整波紋填料片200緊密貼合盤旋后由緊箍片300固定成型。
[0025]在本發(fā)明實施例中，所述中空結(jié)構(gòu)位于催化劑包110中心，所述中空結(jié)構(gòu)內(nèi)設置有支撐物112，所述固體催化劑顆粒111環(huán)繞于中空結(jié)構(gòu)周圍。其中，所述支撐物112是由具有一定硬度的硬質(zhì)材料制成，所述支撐物112具有一定開孔空間。
[0026]在本發(fā)明實施例中，所述中空結(jié)構(gòu)呈矩鞍形，所述支撐物112為矩鞍環(huán)形構(gòu)件，當然還可以是沙漏形或其它形狀。
[0027]在本發(fā)明實施例中，為了使得催化劑包110在同一橫截面的催化劑厚度一致，所述中空結(jié)構(gòu)的橫截面形狀與催化劑包110的橫截面形狀相似，且兩者的中心軸重合。
[0028]在本發(fā)明實施例中，所述中空結(jié)構(gòu)的半徑為催化劑包110外半徑的1/2?1/3，例如中空結(jié)構(gòu)的開口最大處半徑為催化劑包110外半徑的1/2，中空結(jié)構(gòu)的中間最小處半徑為催化劑包110外半徑的1/3。
[0029]在本發(fā)明實施例中，所述催化劑包110是由布料113縫制成的環(huán)形袋子，所述固體催化劑顆粒111填裝于環(huán)形袋子內(nèi)，所述催化劑包鏈100是由復數(shù)個催化劑包110