一种模块催化剂满室床反应装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型一种模块催化剂满室床反应装置，包括满室床反应器、模块催化剂，模块催化剂由金属丝网、金属丝网波纹板间隔平行设置，两片金属丝网之间盛装催化剂颗粒形成催化剂层，且该催化剂层内的催化剂颗粒被所述的金属丝网波纹板隔开放置；模块催化剂内所述的催化剂层间隔设置；催化剂层形成液相通道，相邻的催化剂层之间的金属丝波纹板层构成气相通道；满室床反应器内填装所述的模块催化剂并上下预留有进料空间或安装进料分布器空间，模块催化剂为多块，自上而下叠摞设置，且所述的气相通道、液相通道是上下竖直设置，相邻层模块催化剂的气相通道与液相通道相对设置。其非常适合气液逆流反应、高效节能、设备结构简单、操作稳定易行。
【专利说明】
一种模块催化剂满室床反应装置
技术领域
[0001]本实用新型属于有机化工领域，涉及一种用满室床技术生产聚甲氧基二甲醚使用的满室床反应装置的改进，更具体的是提供一种模块催化剂满室床反应装置。
【背景技术】
[0002]聚甲氧基二甲醚是社会公认的极佳的柴油添加剂，只要添加10%左右，便可减少柴油汽车烟气排放量的70%_90%，极大地改善和提高大气环境质量，但是现有的生产方法，仍然存在着工艺流程长，设备复杂，投资大，效果差的缺陷，尤其是所使用的催化剂原始简单造成诸多不良后果，众所周知催化剂在工艺技术开发中是核心技术，它的结构、形式决定了设备结构形式，决定了工艺路线的水平高低。
[0003]专利CN104722249A、CN204569778u、CN10506165A、CN204874344u，公开了一种用甲醛与甲缩醛合成DMMn的方法和装置，但对催化剂的描述，均为一般，只限于常规、常态、未能对这一 “核心技术”进行深入研究，诸如催化剂的结构形式，反应物与催化剂的反应形式等，埋下了工艺技术水平整体低下的隐患和缺陷。鉴于现有技术的缺陷，本发明人开发出模块催化剂满室床技术，应用于聚甲氧基二甲醚工艺技术中，取得了优良的效果。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种模块催化剂满室床反应装置，具体解决了气液逆流反应中，反应得以进行完全，转化率高的问题。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]—种模块催化剂满室床反应装置，其包括满室床反应器、模块催化剂，所述的模块催化剂包括催化剂、金属丝网、金属丝网波纹板;所述的模块催化剂由所述的金属丝网、金属丝网波纹板间隔平行设置，两片金属丝网之间盛装所述的催化剂颗粒形成催化剂层，且该催化剂层内的所述催化剂颗粒被所述的金属丝网波纹板隔开放置;所述的模块催化剂内所述的催化剂层间隔设置;所述的催化剂层形成液相通道，相邻的所述催化剂层之间的金属丝波纹板层构成气相通道；
[0007]所述的满室床反应器内填装所述的模块催化剂并上下预留有进料空间或安装进料分布器空间，所述的模块催化剂为多块，自上而下叠摞设置，且所述的气相通道、液相通道是上下竖直设置。
[0008]所述的满室床反应器内，相邻层所述的模块催化剂的气相通道与液相通道相对设置。
[0009]所述的金属丝网与金属丝网之间间隔一层或两层金属丝网波纹板。
[0010]所述的催化剂层间隔一层或两层金属丝网波纹板设置;所述的催化剂层是由两层所述金属丝网之间间隔一层或两层金属丝网波纹板设置且内部填充所述催化剂颗粒。
[0011]所述的金属丝网、金属丝网波纹板是由不锈钢材料制成，所述的金属丝网或金属丝网波纹板也可由带孔的不锈钢板替换。
[0012]所述的催化剂是固体酸催化剂，优选树脂催化剂，也可是分子筛类、杂多酸或超强酸。
[0013]所述的金属丝网、金属丝网波纹板上下竖直设置。
[0014]气相物料由满室床底部进入，液相物料由满室床的上部进入。
[0015]所述的催化剂层设置加强外壁，将所述的金属丝网与不锈钢带孔波纹板双层作为所述的催化剂层的外壁。
[0016]所述的模块催化剂由金属丝在外围固定或所述的模块催化剂外轮廓由所述的金属丝网包裹固定，呈几何形状。
[0017]技术效果:
[0018]1、本实用新型用于满室床反应装置后，从而不需要以往满室床中间设计筛板、收集盘、分布器、降液管、升气管等设施，简化了设备结构。
[0019]2、金属丝网波纹板组成气相通道，但在包裹着的催化剂的金属丝网缝隙中气相仍可与液相传质传热，而且与液相逆流接能，使反应得以进行完全，气相甲醛的转化率近100%。
[0020]3、本实用新型非常适合气液逆流反应，高效节能、设备结构简单、操作稳定易行。
[0021]4、投资少、见效快；
[0022]5、优化了工艺流程。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的圆柱体型模块催化剂剖面示意图；
[0024]图2是本实用新型的立方体型模块催化剂剖面示意图；
[0025]图3是本实用新型剖面示意图；
【具体实施方式】
[0026]图中编号说明:1_金属丝网，2-金属丝网波纹板，3-催化剂，4-催化剂层，5-外轮廓金属丝网，6-液相通道。7-气相通道，8-模块催化剂，9-进料空间，I O-液相物料，11-气相物料，12-成品去分饱塔。
[0027]参见图1、2，一种模块催化剂满室床反应装置，其包括满室床反应器、模块催化剂8，
[0028]所述的模块催化剂8包括催化剂3、金属丝网1、金属丝网波纹板2;所述的模块催化剂8由所述的金属丝网1、金属丝网波纹板2间隔平行设置，两片金属丝网I之间盛装所述的催化剂3颗粒形成催化剂层4，且该催化剂层4内的所述催化剂3颗粒被所述的金属丝网波纹板2隔开放置;所述的模块催化剂8内所述的催化剂层4间隔设置;所述的催化剂层4形成液相通道6，相邻的所述催化剂层之间的金属丝波纹板层构成气相通道7;
[0029]所述的满室床反应器内填装所述的模块催化剂8并上下预留有进料空间9或安装进料分布器空间，所述的模块催化剂8为多块，自上而下叠摞设置，且所述的气相通道7、液相通道6是上下竖直设置，相邻层所述的模块催化剂8的气相通道7与液相通道6相对设置。
[0030]所述的模块催化剂8由金属丝在外围固定。
[0031]所述的金属丝网I与金属丝网I之间间隔一层或两层金属丝网波纹板2。所述的催化剂层是由两层所述金属丝网之间间隔一层或两层金属丝网波纹板设置且内部填充所述催化剂颗粒。
[0032]所述的催化剂层4间隔一层或两层金属丝网波纹板2设置。
[0033]所述的金属丝网1、金属丝网波纹板2是由不锈钢材料制成，所述的金属丝网I或金属丝网波纹板2也可由带孔的不锈钢板替换。。
[0034]所述的催化剂3是固体酸催化剂，优选树脂催化剂，也可是分子筛类、杂多酸类、超强酸类。
[0035]所述的金属丝网1、金属丝网波纹板2上下竖直设置。
[0036]气相物料11由满室床底部进入，液相物料10由满室床的上部进入。
[0037]所述的催化剂层4可以设置加强外壁，即将所述的金属丝网与不锈钢带孔波纹板双层作为所述的催化剂层的外壁，金属丝网为外壁的外层，不锈钢带孔波纹板为外壁的内层。
[0038]所述的模块催化剂外轮廓可由所述的金属丝网包裹固定封闭成几何形状
[0039]本实用新型用于满室床反应装置后，从而不需要中间设计筛板、收集盘、分布器、降液管、升气管等设施。满室床反应装置的满室装填的完全是本实用新型的模块催化剂，使气液逆流接触、传质传热进行缩聚化学反应。气相是脱酸、脱水的甲醛气体且从满室床底部进料，液相是甲缩醛和分馏后的轻组分，从满室床的上部进料。气液两相逆流接触于本实用新型模块催化剂床层，进行缩聚化学反应，生成聚甲氧基二甲醚，简称DMMn。
[0040]气相成分为甲醛气体及所含其他惰性气体，如N2、C02、CO等，有效成分是甲醛。气相甲醛来自于甲醇氧化系统，且是由初脱水、精脱水而来。初脱水是含甲醛的氧化气体经降温至水的凝点以下，进脱水塔脱掉大部分水;而精脱水是将初脱剩余的水分再用高效分离塔器(叶片导流式)进行精脱至水分小于0.1%，精脱水还可用萃取法如:离子液体萃取法、苯类、醇类、酚类萃取法，然后解析而得纯净甲醛气体；液相成份为甲缩醛和分馏轻组分DMM1-2液相原料从满室床上部进入。气液两股物流在满室床内逆流接触，在本实用新型模块催化剂作用下进行完全的化学反应。满室床的反应条件是:温度50°C-150°C、压力Ο-? OMPa 、 空速0.1-1 OOh—1
[0041]本实用新型的模块催化剂使用于满室床，构成了模块催化剂的气相通道部分和固体酸催化剂部分;气相通道部分是由不锈钢金属丝网波纹板(单层或双层)构成，也可以由不锈钢波纹孔板所替换;液相通道是由所述的催化剂层4，即不锈钢金属丝网包裹着不锈钢金属丝网，不锈钢金属丝网的空隙里填充着固体颗粒催化剂所构成。这种模块催化剂最终拼凑成圆柱型而填充到满室床中。气液两相在固体催化剂周围及内部，传质传热并进行缩聚化学反应。。
[0042]被不锈钢金属丝网包裹着的颗粒状催化剂是固体酸催化剂，可以是树脂类的、杂多酸类的、分子筛类的、超强酸类的，优选固体酸树脂类催化剂作为填充催化剂材料，这种固体酸催化剂颗粒的几何形状可以是圆球形的、柱状形的、环形的，柱状形的又可分为三叶柱状形和五叶柱状形。
[0043]金属丝网波纹板组成气相通道，但在包裹着的催化剂的金属丝网缝隙中气相仍可与液相传质传热，而且与液相逆流接能，使反应得以进行完全，气相甲醛的转化率近100%。
[0044]实例1:
[0045]在满室床内通入甲缩醛(DMM2) = 1: 2床层温度控制:80°C顶压:0.2MPa经上下口取样分析，上口甲醛含量为O，下出口目标产物含量为91.0 %即0丽3-5选择性为91.0 %。
[0046]实例2、
[0047]按实例I把床层温度控制在85°C，其他不变，经取样分析可知，上口甲醛含量为O，下出口目标产物含量为91.5%。
[0048]实例3:
[0049]按实例I把床层温度控制在90°C，其他不变，经取样分析可知，上口甲醛含量为0，下出口目标产物含量为92.0%.
[0050]实例4:
[0051]按实例I把反应器顶压控制在0.3MPa温度升至85其他不变，经分析样品可知，上出口甲醛的含量为O，下出口目标产量含量91.0 %。
[0052]实例5:按实例I把反应器顶压控制在0.4MPa，温度升至87°C，经分析上出口甲醛含量为O，下出口目标产物为92.0%。
[0053]由上所述采取满室床技术取得了极佳的效果，甲醛转化率近100%转化，目标产物转化率均在90%以上。
【主权项】
1.一种模块催化剂满室床反应装置，其包括满室床反应器、模块催化剂，其特征在于， 所述的模块催化剂包括催化剂、金属丝网、金属丝网波纹板;所述的模块催化剂由所述的金属丝网、金属丝网波纹板间隔平行设置，两片金属丝网之间盛装所述的催化剂颗粒形成催化剂层，且该催化剂层内的所述催化剂颗粒被所述的金属丝网波纹板隔开放置;所述的模块催化剂内所述的催化剂层间隔设置;所述的催化剂层形成液相通道，相邻的所述催化剂层之间的金属丝波纹板层构成气相通道； 所述的满室床反应器内填装所述的模块催化剂并上下预留有进料空间或安装进料分布器空间，所述的模块催化剂为多块，自上而下叠摞设置，且所述的气相通道、液相通道是上下竖直设置。2.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的满室床反应器内，相邻层所述的模块催化剂的气相通道与液相通道相对设置。3.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的金属丝网与金属丝网之间间隔一层或两层金属丝网波纹板。4.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的催化剂层间隔一层或两层金属丝网波纹板设置;所述的催化剂层是由两层所述金属丝网之间间隔一层或两层金属丝网波纹板设置且内部填充所述催化剂颗粒。5.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的金属丝网、金属丝网波纹板是由不锈钢材料制成，所述的金属丝网或金属丝网波纹板也可由带孔的不锈钢板替换。6.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的催化剂是固体酸催化剂，树脂催化剂，分子筛或杂多酸、超强酸。7.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的金属丝网、金属丝网波纹板上下竖直设置。8.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，气相物料由满室床底部进入，液相物料由满室床的上部进入。9.如权利要求1或4所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的催化剂层设置加强外壁，将所述的金属丝网与不锈钢带孔波纹板双层作为所述的催化剂层的外壁。10.如权利要求1所述的一种模块催化剂满室床反应装置，其特征在于，所述的模块催化剂由金属丝在外围固定或所述的模块催化剂外轮廓由所述的金属丝网包裹固定，呈几何形状。
【文档编号】B01J8/02GK205462149SQ201620194196
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月14日
【发明人】毛进池, 刘文飞, 郭为磊, 王文学
【申请人】凯瑞环保科技股份有限公司