一種多相催化反應分離耦合裝置的製作方法
2023-10-24 22:48:27 3
專利名稱：一種多相催化反應分離耦合裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及多相催化反應技術領域，具體地說是一種在催化反應進行的同時，可將催化劑與反應產物進行分離並循環利用的多相催化反應分離耦合裝置。
背景技術：
在氣液固多相催化反應中，催化劑與反應產物需要進行分離。目前，該分離過程或者在反應結束後進行或者在反應過程中同步進行。前者為傳統的工藝過程，該過程是在催化反應結束後，通過泵把所有的物料輸送到反應罐外進行過濾分離，這種分離方式會造成能耗的增加和反應熱的損失；後者採用反應罐內置過濾器的方式進行過濾，採用此種方式，可以實現催化反應和分離的同步進行，避免前者所存在的缺陷，但是，在反應罐內設置的過濾器會因受限於反應罐自身體積而使過濾能力有限，從而影響分離效果，另外，過濾器內置導致反應罐內部結構複雜，對生產不利，而且在過濾器需要清洗或發生故障需要維修時，不得不停止生產才能進行，由此會影響正常生產。
實用新型內容本實用新型的目的就是提供一種分離效果好，對正常生產無影響，且能耗低的多相催化反應分離耦合裝置，以解決目前所存在的設備結構複雜，分離效果差，過濾器清洗和維修不便等不足。本實用新型是這樣實現的:多相催化反應分離耦合裝置，包括反應罐和過濾器，其特徵在於所述過濾器為設置於所述反應罐外部的外掛膜過濾器，在所述外掛膜過濾器上設置有濾清液出液管；所述外掛膜過濾器和所述反應罐之間設置有流體循環管路，所述流體循環管路包括接口位於所述反應罐底部的濾前料液流通管、接口位於反應罐上部的循環物料回流管以及驅動流體循環的循環泵；在所述濾前料液流通管及循環物料回流管上均設置有控制閥。本實用新型在反應罐外部設置外掛膜過濾器完成催化劑與反應產物之間的分離，避免了反應罐內置過濾器所帶來的結構複雜，維修、清洗不便的缺陷。同時，由於外掛膜過濾器的數量和體積不受反應罐的內部空間所限，其可以設置多個並置的外掛膜過濾器，由此，一方面可提高分離能力，另一方面，在有外掛膜過濾器需要清洗或維修時，只需通過切斷該過濾器與反應罐之間的流體連通，即可對其進行維修，而不需要對整個反應罐進行停產來進行維修或清洗，從而實現不停產進行維修清洗的目的。在上述技術方案下，本實用新型可以這樣實現:所述循環泵安裝於所述濾前料液流通管。所述循環物料回流管末端伸入反應罐上部並接有循環物料分布器，所述循環物料分布器為管體上布有出液孔的環形管。所述外掛膜過濾器有若干個，環繞於反應罐外布置，所述各外掛膜過濾器的循環物料回流管均與同一循環物料分布器相接。[0011]安裝於所述外掛膜過濾器內的分離膜為陶瓷膜或金屬膜，所述分離膜的膜管孔徑為 0.05 100 μ m。所述外掛膜過濾器接有用於對分離膜進行衝洗再生的反衝液流通管，所述反衝液流通管與所述濾清液出液管之間通過設置有閥門的管路相接。所述濾清液出液管末端接有清液儲罐。本實用新型可以還包括換熱器，所述換熱器置於反應罐內或反應罐外。所述換熱器為位於反應罐內的導流筒，所述導流筒為構成環狀的內外筒結構，在所述內外筒的夾層空間內製有旋流板，所述夾層空間內通有循環冷水，所述循環冷水的進口上接有冷水管，所述循環冷水的出口上接有出水管。本實用新型取得以下技術進步:1、由於採用外掛膜過濾器，與內置過濾器相比，減少了反應罐的體積，簡化了反應te結構，降低了反應te的製造成本。2、由於在反應罐外部可外掛多個膜過濾器，因而可以進行單個膜過濾器的拆卸，維修和維護方便，解決了內置過濾器維修需要中斷較長時間的問題，保證了催化反應分離耦合工藝的連續性，系統運行周期長。3、由於減少了反應罐內空間佔據，因此可以通過在反應罐內設導流筒的方式進行換熱，取熱效率更高。4、由於在外掛膜過濾器上部設有反衝液管道，使得分離膜汙染後可被再生恢復膜通量，保證分離的連續進行。本實用新型適用於催化反應及其催化劑分離過程，採用本實用新型可降低反應罐體積，簡化反應罐結構，降低設備投資；可對單個外掛膜過濾器進行拆卸，維修方便；反應取熱可採用罐內設內蛇管式或夾套式導流筒和罐外加換熱器的取熱方式，傳質效果好，反應熱可被有效移出；膜過濾器再生方便，充分保證催化分離的連續進行。本實用新型特別適用於雙氧水生產中的氫化反應、環己酮氨肟化反應、苯甲酸加氫反應等氣液固多相催化反應及其催化劑與反應產物的分離過程。
圖1為本實用新型結構示意圖。圖2為本實用新型的俯視圖。圖3為反應罐、循環物料分布器、導流筒以及原料進料分布器的位置關係圖。圖4為本實用新型另一種實施方式的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合結構示意圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步說明圖1、圖2、圖3所示,多相催化反應分離稱合裝置包括反應罐5和設置於所述反應罐5外部的外掛膜過濾器11。所述反應罐內設置有攪拌器7，所述攪拌器可以選擇機械攪拌器或氣流攪拌器。在所述反應罐底部設置有原料進料分布器13，所述原料進料分布器為管體上布有出液孔的環形管。所述外掛膜過濾器11和所述反應罐5之間設置有接口位於所述反應罐底部的濾前料液流通管14以及接口位於反應罐上部的循環物料回流管4以及安裝於所述濾前料液流通管的驅動流體循環的循環泵15 ;在所述濾前料液流通管及循環物料回流管上均設置有控制閥。在所述外掛膜過濾器上設置有濾清液出液管2 ;所述濾清液出液管2的出口接有清液儲罐I。所述循環物料回流管4末端伸入反應罐上部並接有循環物料分布器6，所述循環物料分布器6為管體上布有出液孔的環形管。所述外掛膜過濾器11上接有用於對分離膜進行衝洗再生的反衝液流通管3，所述反衝液流通管與所述濾清液出液管之間通過設置有閥門的管路相接，由此使用濾清液作為反衝液對分離膜進行衝洗再生。本實用新型中，所述外掛膜過濾器可以是多個，一般可以是2-10個，環繞於反應罐外布置，所述各外掛膜過濾器的循環物料回流管均與同一循環物料分布器相接。安裝於所述外掛膜過濾器11內的分離膜16可以是陶瓷膜或金屬膜，所述分離膜的膜管孔徑為0.05 100 μ m，根據催化劑的粒徑範圍進行選擇。本實用新型還包括換熱器，所述換熱器可以置於反應罐內或反應罐外。所述換熱器置於反應罐內時，可以選用蛇形盤管式換熱器，也可以選用圖1所示的導流筒8作換熱器。所述導流筒8為構成環狀的內外筒結構，在所述內外筒的夾層空間內製有旋流板，所述夾層空間內通有循環冷水，所述循環冷水的進口上接有冷水管12，所述循環冷水的出口上接有出水管9。如圖4所示，所述換熱器也可以置於反應罐外，此時，外置換熱器17通過管路與反應罐內流體連通，並設循環泵循環，在換熱器17內通有循環冷水，所述循環冷水的進口上接有冷水管12，所述循環冷水的出口上接有出水管9。本實用新型用於多相催化反應分離耦合的工藝過程為:反應所需原料從反應罐5底部經原料進料分布器13進入反應罐5內，在反應罐5內完成催化反應，反應後的反應產物在供料泵15的輸送下自接於反應罐5管壁上的濾前料液流通管14進入內設有分離膜16，膜管孔徑為0.05 100 μ m的外掛膜過濾器11進行分離。經外掛膜過濾器11攔截的催化劑濃液經循環物料回流管4和循環物料分布器6進入反應罐5，在攪拌器7的作用下與從反應罐5底部進入的原料混勻後繼續參與催化反應。經外掛膜過濾器11分離的清液經濾清液出液管2進入到清液儲罐I中。當清液通量降低到規定值時，反衝液經反衝液流通管3進入外掛膜過濾器11內部的陶瓷膜清液側對陶瓷膜進行瞬時反衝洗，反衝洗物料進入到反應罐5內，待反衝結束後，繼續進行物料的分離過程，如此反覆進行。
權利要求1.一種多相催化反應分離耦合裝置，包括反應罐和過濾器，其特徵在於所述過濾器為設置於所述反應罐外部的外掛膜過濾器，在所述外掛膜過濾器上設置有濾清液出液管；所述外掛膜過濾器和所述反應罐之間設置有流體循環管路，所述流體循環管路包括接口位於所述反應罐底部的濾前料液流通管、接口位於反應罐上部的循環物料回流管以及驅動流體循環的循環泵；在所述濾前料液流通管及循環物料回流管上均設置有控制閥。
2.根據權利要求1所述的多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於所述循環泵安裝於所述濾前料液流通管。
3.根據權利要求1所述的多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於所述循環物料回流管末端伸入反應罐上部並接有循環物料分布器，所述循環物料分布器為管體上布有出液孔的環形管。
4.根據權利要求1-3所述的任一多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於所述外掛膜過濾器有若干個，環繞於反應罐外布置，所述各外掛膜過濾器的循環物料回流管均與同一循環物料分布器相接。
5.根據權利要求1所述的多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於安裝於所述外掛膜過濾器內的分離膜為陶瓷膜或金屬膜，所述分離膜的膜管孔徑為0.05 100 μ m。
6.根據權利要求1所述的多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於所述外掛膜過濾器接有用於對分離膜進行衝洗再生的反衝液流通管，所述反衝液流通管與所述濾清液出液管之間通過設置有閥門的管路相接。
7.根據權利要求1所述的多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於所述濾清液出液管接有清液儲罐。
8.根據權利要求1所述的多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於還包括換熱器，所述換熱器置於反應罐內或反應罐外。
9.根據權利要求8所述的多相催化反應分離耦合裝置，其特徵在於所述換熱器為位於反應罐內的導流筒，所述導流筒為構成環狀的內外筒結構，在所述內外筒的夾層空間內製有旋流板，所述夾層空間內通有循環冷水，所述循環冷水的進口上接有冷水管，所述循環冷水的出口上接有出水管。
專利摘要本實用新型公開了一種多相催化反應分離耦合裝置，多相催化反應分離耦合裝置，包括反應罐和過濾器。所述過濾器為設置於所述反應罐外部的外掛膜過濾器，在所述外掛膜過濾器上設置有濾清液出液管；所述外掛膜過濾器和所述反應罐之間設置有流體循環管路，所述流體循環管路包括接口位於所述反應罐底部的濾前料液流通管、接口位於反應罐上部的循環物料回流管以及驅動流體循環的循環泵；在所述濾前料液流通管及循環物料回流管上均設置有控制閥。本實用新型適用於催化反應及其反應產物與催化劑的分離過程。採用本實用新型可降低反應罐體積，簡化反應罐結構，降低設備投資。膜過濾器再生方便，充分保證催化分離的連續進行。
文檔編號B01D61/00GK203061162SQ201320031938
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月22日 優先權日2013年1月22日
發明者金作宏, 張玉新, 趙承軍, 高文杲 申請人:河北美邦工程科技有限公司