本發明涉及化工設備，具體涉及一種催化精餾反應器。

背景技術：

1、在工業(ye)應(ying)(ying)用領(ling)域，存(cun)在許多(duo)氣液(ye)通量大、固體顆(ke)粒(li)為催化(hua)劑的氣液(ye)固三相反應(ying)(ying)過(guo)程，如催化(hua)精(jing)(jing)餾(liu)、反應(ying)(ying)物為低濃度氣體和(he)液(ye)體的催化(hua)反應(ying)(ying)等(deng)。該類反應(ying)(ying)的典型(xing)裝置包括(kuo)精(jing)(jing)餾(liu)段(duan)、反應(ying)(ying)段(duan)、提餾(liu)段(duan)、塔(ta)頂冷卻回流和(he)輕組(zu)份出料系統、塔(ta)釜再沸器和(he)重(zhong)組(zu)份出料系統。

2、其(qi)中(zhong)專利申(shen)請?cn201910022679.7提供了一種醚化(hua)(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)精餾模(mo)塊，由(you)催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑層與不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼波紋(wen)(wen)(wen)板(ban)組交(jiao)錯(cuo)排列(lie)構成，所述的催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑層的組成包括催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑顆粒、填料片和不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼絲(si)網(wang)，其(qi)中(zhong)的填料片為至(zhi)少兩(liang)道并列(lie)的不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼波紋(wen)(wen)(wen)板(ban)，催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑顆粒填裝于不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼波紋(wen)(wen)(wen)板(ban)的間(jian)隙空(kong)間(jian)，再由(you)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼絲(si)網(wang)包裹(guo)構成；所述的不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼波紋(wen)(wen)(wen)板(ban)，于波峰、波谷(gu)處制有若干導(dao)流窗(chuang)。本技(ji)術方案有效的促進液(ye)相表面更(geng)新和徑向(xiang)分(fen)布(bu)均(jun)勻度，使氣(qi)液(ye)傳質(zhi)得到(dao)進一步提高，且具有反應(ying)段(duan)床層溫(wen)度易控，避(bi)免飛溫(wen)、操作彈(dan)性更(geng)大(da)、操作負荷寬、方便裝卸、催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)作用(yong)穩定、催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑磨損(sun)小、不漏劑、易于工業應(ying)用(yong)的技(ji)術優點。

3、專利申請號?cn201720676926.1提供了(le)一種化(hua)(hua)學(xue)工(gong)程和催(cui)(cui)化(hua)(hua)蒸餾(liu)(liu)(liu)反(fan)應工(gong)程的設備(bei)，特(te)別是(shi)涉及(ji)一種催(cui)(cui)化(hua)(hua)精(jing)餾(liu)(liu)(liu)模塊(kuai)。包(bao)括催(cui)(cui)化(hua)(hua)精(jing)餾(liu)(liu)(liu)單元(yuan)(yuan)，所(suo)述催(cui)(cui)化(hua)(hua)精(jing)餾(liu)(liu)(liu)單元(yuan)(yuan)包(bao)括多(duo)個不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)容器(qi)(qi)和多(duo)個不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)波(bo)紋填料(liao)，所(suo)述不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)容器(qi)(qi)與所(suo)述不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)波(bo)紋填料(liao)交替排布，所(suo)述每個不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)容器(qi)(qi)內均含(han)有催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑顆(ke)粒(li)，所(suo)述催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑顆(ke)粒(li)的總裝填體(ti)積(ji)為所(suo)述催(cui)(cui)化(hua)(hua)蒸餾(liu)(liu)(liu)模塊(kuai)總體(ti)積(ji)的10％-70％。本實(shi)用新型原則上(shang)既(ji)能保證(zheng)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的用量略高于(yu)達到目的產物轉化(hua)(hua)率(lv)所(suo)需的催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑用量，此量通過催(cui)(cui)化(hua)(hua)反(fan)應動(dong)力學(xue)或(huo)簡單的實(shi)驗來(lai)確(que)定，又能保證(zheng)提供足夠大(da)的空隙率(lv)以保證(zheng)能適應氣液兩(liang)相的通量要求(qiu)。

4、但是(shi)現有技術(shu)中，催化精餾模塊通常為固定(ding)安裝在(zai)催化精餾塔體(ti)內，其(qi)隨著汽(qi)體(ti)上升時，容易與反(fan)應液之間存在(zai)較大的阻力，從而(er)不便于汽(qi)液充分接觸，影響催化反(fan)應效率的問題。

技術實現思路

1、本發明(ming)的(de)(de)目的(de)(de)是提供一種催化(hua)精餾反應(ying)器，解決常規催化(hua)精餾反應(ying)器的(de)(de)中(zhong)汽液不便于充分接觸，影響催化(hua)反應(ying)效(xiao)率(lv)的(de)(de)問題(ti)。

2、為解決上(shang)述(shu)技(ji)術問題，本(ben)發明采用如下技(ji)術方案：

3、本(ben)發明技術方案(an)之一(yi)，本(ben)發明提供了(le)一(yi)種催化(hua)精餾反(fan)應器，包括催化(hua)精餾塔體；所述催化(hua)精餾塔體包括精餾段(duan)、?反(fan)應段(duan)、以及提餾段(duan)；其中(zhong)在所述催化(hua)精餾塔體內且位(wei)于所述?反(fan)應段(duan)處設置(zhi)有多層催化(hua)精餾單元；在所述催化(hua)精餾塔體內還設置(zhi)有一(yi)轉(zhuan)軸，其中(zhong)所述轉(zhuan)軸通過電機驅動轉(zhuan)動；

4、在所述轉(zhuan)軸上設置多個旋(xuan)轉(zhuan)擾流機構；

5、其(qi)中在相鄰所(suo)述(shu)催化精餾單元(yuan)之間預設有便于所(suo)述(shu)旋轉(zhuan)擾(rao)流(liu)機構旋轉(zhuan)擾(rao)流(liu)的預留腔(qiang)。

6、進一(yi)步的，所(suo)述催化(hua)精(jing)餾單元包括(kuo)設(she)置在(zai)所(suo)述催化(hua)精(jing)餾塔(ta)體?反(fan)應(ying)段的上層(ceng)催化(hua)精(jing)餾模(mo)塊和下(xia)層(ceng)催化(hua)精(jing)餾模(mo)塊；

7、其中在(zai)所(suo)述(shu)上層催化(hua)精餾(liu)模塊(kuai)的(de)中心(xin)設置有開(kai)口朝下(xia)的(de)上層預(yu)留槽，在(zai)所(suo)述(shu)下(xia)層催化(hua)精餾(liu)模塊(kuai)的(de)中心(xin)開(kai)設有與所(suo)述(shu)上層預(yu)留槽對齊的(de)下(xia)層預(yu)留槽；

8、其中所(suo)(suo)述下層預(yu)留(liu)槽和所(suo)(suo)述上(shang)層預(yu)留(liu)槽組(zu)成用于所(suo)(suo)述旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)擾流機構旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)動作的(de)預(yu)留(liu)腔。

9、再進一(yi)步(bu)的，所述(shu)上層(ceng)催化精(jing)餾(liu)模塊(kuai)與(yu)所述(shu)下(xia)層(ceng)催化精(jing)餾(liu)模塊(kuai)的結構相同(tong)；

10、其(qi)中(zhong)所述(shu)(shu)下(xia)層催(cui)化精餾(liu)模(mo)塊(kuai)包括第(di)(di)(di)一(yi)外(wai)框(kuang)體(ti)、設置在所述(shu)(shu)第(di)(di)(di)一(yi)外(wai)框(kuang)體(ti)內的(de)蜂巢(chao)形多孔容器、位(wei)于(yu)所述(shu)(shu)下(xia)層預留(liu)槽內壁的(de)內框(kuang)體(ti)；其(qi)中(zhong)在所述(shu)(shu)蜂巢(chao)形多孔容器的(de)中(zhong)心還設置有便于(yu)所述(shu)(shu)轉軸通(tong)過的(de)第(di)(di)(di)二中(zhong)心管。

11、再進一步的，所述第一外框體為與(yu)所述催化精(jing)餾(liu)塔體內壁適配的圓形框；

12、在所述(shu)蜂巢(chao)形多(duo)孔容器的徑向開設有相互連(lian)通的微孔；

13、在所述蜂(feng)巢形多孔容器內均勻間隔地填充有催(cui)化劑。

14、再(zai)進一步的，所(suo)述(shu)(shu)旋轉(zhuan)擾流機構為設置在所(suo)述(shu)(shu)預留(liu)腔內的旋轉(zhuan)葉；

15、所(suo)述旋(xuan)轉葉的(de)旋(xuan)轉外徑小于所(suo)述下層預留槽的(de)內徑；

16、其(qi)中所述旋轉葉設計(ji)為(wei)向(xiang)上送(song)風的傾斜角度。

17、所(suo)(suo)述電機(ji)設置在所(suo)(suo)述催(cui)化精(jing)餾塔體的頂部，并(bing)通過減速機(ji)與安裝在所(suo)(suo)述催(cui)化精(jing)餾塔體內的轉(zhuan)軸傳動連接；

18、所述電(dian)機為伺服電(dian)機。

19、本發明(ming)技術方案之二，本發明(ming)提供(gong)了(le)一種催(cui)化(hua)精餾反應器，包括催(cui)化(hua)精餾塔(ta)體(ti)；所(suo)述(shu)(shu)催(cui)化(hua)精餾塔(ta)體(ti)包括精餾段(duan)、?反應段(duan)、以及提餾段(duan)；其中在(zai)所(suo)述(shu)(shu)催(cui)化(hua)精餾塔(ta)體(ti)內(nei)且位(wei)于所(suo)述(shu)(shu)?反應段(duan)處設置(zhi)有多層催(cui)化(hua)精餾單元；

20、所述催化(hua)(hua)(hua)精(jing)餾單元(yuan)包括縱向設置在所述催化(hua)(hua)(hua)精(jing)餾塔(ta)體(ti)?反(fan)應段的多個固(gu)定型(xing)催化(hua)(hua)(hua)精(jing)餾模塊、與所述固(gu)定型(xing)催化(hua)(hua)(hua)精(jing)餾模塊配合使用的轉(zhuan)動型(xing)催化(hua)(hua)(hua)精(jing)餾模塊；

21、在(zai)所述(shu)催化(hua)精餾塔(ta)體(ti)內還(huan)設(she)置有一轉軸，其中所述(shu)轉軸通過(guo)電機驅(qu)動(dong)轉動(dong)；在(zai)所述(shu)轉軸上設(she)置多個轉動(dong)型(xing)催化(hua)精餾模塊；

22、在(zai)所述(shu)固定型催化精餾模塊的底部(bu)開設(she)有(you)一(yi)旋轉預留槽，在(zai)所述(shu)旋轉預留槽的頂部(bu)設(she)置(zhi)便于所述(shu)轉軸通過的第三中心管；

23、其中在所述轉軸上且位于(yu)所述旋轉預留槽(cao)內設置有(you)所述轉動型催化精(jing)餾模塊。

24、再(zai)進(jin)一步的(de)，其(qi)中所(suo)述(shu)旋(xuan)(xuan)轉預(yu)留(liu)槽(cao)(cao)為錐形槽(cao)(cao)結構(gou)，所(suo)述(shu)轉動(dong)型催化精(jing)餾(liu)模(mo)塊為與(yu)所(suo)述(shu)旋(xuan)(xuan)轉預(yu)留(liu)槽(cao)(cao)適配的(de)錐形結構(gou)，并(bing)且所(suo)述(shu)轉動(dong)型催化精(jing)餾(liu)模(mo)塊與(yu)所(suo)述(shu)固(gu)定型催化精(jing)餾(liu)模(mo)塊預(yu)留(liu)有(you)間(jian)隙。

25、再進一(yi)步的(de)，所述(shu)固定型催(cui)化(hua)精餾模(mo)塊包括第(di)(di)二(er)外框體(ti)、設置在所述(shu)第(di)(di)二(er)外框體(ti)內的(de)蜂巢形(xing)多孔(kong)容(rong)器(qi)(qi)；其(qi)中(zhong)在所述(shu)蜂巢形(xing)多孔(kong)容(rong)器(qi)(qi)的(de)中(zhong)心豎向設置有第(di)(di)三(san)中(zhong)心管；所述(shu)蜂巢形(xing)多孔(kong)容(rong)器(qi)(qi)包括均勻布(bu)置的(de)第(di)(di)一(yi)氣(qi)液(ye)傳(chuan)質孔(kong)；在相鄰固定間距的(de)第(di)(di)一(yi)氣(qi)液(ye)傳(chuan)質孔(kong)內分別填充有催(cui)化(hua)劑；

26、其中在所述(shu)轉動(dong)型催化精餾模塊上均勻(yun)設置有(you)第二氣(qi)液傳質孔。

27、再進(jin)一步的，在所述轉動型(xing)催(cui)化精餾模塊(kuai)上設置(zhi)有增大擾流的三角(jiao)形(xing)葉片。

28、所述(shu)電機設(she)置在(zai)所述(shu)催(cui)化(hua)精餾塔體的頂部，并(bing)通(tong)過減速機與安裝在(zai)所述(shu)催(cui)化(hua)精餾塔體內(nei)的轉軸傳動(dong)連接；

29、所述電(dian)機為伺(si)服電(dian)機。

30、與現有技(ji)術相比，本發明的(de)有益(yi)技(ji)術效(xiao)果：

31、本發明中在(zai)所(suo)(suo)述(shu)催(cui)(cui)化精(jing)餾(liu)(liu)塔體內(nei)(nei)且位(wei)于(yu)所(suo)(suo)述(shu)?反(fan)應段處安裝有(you)(you)多(duo)層催(cui)(cui)化精(jing)餾(liu)(liu)單(dan)元(yuan)；并(bing)將(jiang)所(suo)(suo)述(shu)催(cui)(cui)化精(jing)餾(liu)(liu)單(dan)元(yuan)內(nei)(nei)一是預(yu)(yu)留(liu)(liu)設計有(you)(you)預(yu)(yu)留(liu)(liu)腔，并(bing)在(zai)預(yu)(yu)留(liu)(liu)腔內(nei)(nei)通過旋轉(zhuan)擾流機構的旋轉(zhuan)，從而(er)提(ti)高(gao)預(yu)(yu)留(liu)(liu)腔內(nei)(nei)氣(qi)液混合的效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)；二是采(cai)用(yong)了互(hu)為(wei)配合的固(gu)定(ding)(ding)型催(cui)(cui)化精(jing)餾(liu)(liu)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)和與所(suo)(suo)述(shu)固(gu)定(ding)(ding)型催(cui)(cui)化精(jing)餾(liu)(liu)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)配合使用(yong)的轉(zhuan)動型催(cui)(cui)化精(jing)餾(liu)(liu)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)。此(ci)二者(zhe)設計均可提(ti)高(gao)汽體向上輸送流速，增大汽液接觸效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)，同(tong)時進一步提(ti)高(gao)催(cui)(cui)化反(fan)應的效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)。

技術特征：

1.一種催(cui)(cui)化(hua)精餾(liu)反應器，其特征在于：包(bao)括催(cui)(cui)化(hua)精餾(liu)塔體（1）；

2.根(gen)據(ju)權(quan)利要求1所述的催化精(jing)(jing)餾反應器，其特征在于：所述催化精(jing)(jing)餾單元包括(kuo)設置在所述催化精(jing)(jing)餾塔體（1）?反應段的上層催化精(jing)(jing)餾模(mo)塊(kuai)（3）和下(xia)層催化精(jing)(jing)餾模(mo)塊(kuai)（5）；

3.根據權利要求2所(suo)述的催化精(jing)(jing)餾(liu)(liu)反應器，其特征在于：所(suo)述上層(ceng)催化精(jing)(jing)餾(liu)(liu)模(mo)塊（3）與所(suo)述下(xia)層(ceng)催化精(jing)(jing)餾(liu)(liu)模(mo)塊（5）的結構(gou)相同(tong)；

4.根據權利(li)要求3所述(shu)的催化(hua)(hua)精餾反應器，其(qi)特征在于(yu)：所述(shu)第(di)一外框(kuang)體(ti)（501）為與所述(shu)催化(hua)(hua)精餾塔體(ti)（1）內(nei)壁適配的圓形框(kuang)；

5.根(gen)據權利要求3所述的催化精(jing)餾反應器，其特征在于：所述旋轉擾流機構為設置在所述預留腔(qiang)內(nei)的旋轉葉（4）；

6.根據權利要(yao)求1所述(shu)的催化(hua)精餾(liu)反應器，其特征(zheng)在于(yu)：所述(shu)催化(hua)精餾(liu)單元(yuan)包括縱向(xiang)設置在所述(shu)催化(hua)精餾(liu)塔(ta)體（1）?反應段的多個固定(ding)型(xing)催化(hua)精餾(liu)模(mo)塊（6）、與所述(shu)固定(ding)型(xing)催化(hua)精餾(liu)模(mo)塊（6）配(pei)合(he)使用(yong)的轉動(dong)型(xing)催化(hua)精餾(liu)模(mo)塊（7）；

7.根據權利要求(qiu)6所(suo)(suo)述(shu)的催(cui)化(hua)(hua)精(jing)餾(liu)反應器，其特征在于：其中所(suo)(suo)述(shu)旋(xuan)轉預(yu)(yu)(yu)留槽（604）為錐(zhui)形(xing)槽結構，所(suo)(suo)述(shu)轉動型(xing)催(cui)化(hua)(hua)精(jing)餾(liu)模(mo)塊(kuai)（7）為與(yu)所(suo)(suo)述(shu)旋(xuan)轉預(yu)(yu)(yu)留槽（604）適(shi)配的錐(zhui)形(xing)結構，并且所(suo)(suo)述(shu)轉動型(xing)催(cui)化(hua)(hua)精(jing)餾(liu)模(mo)塊(kuai)（7）與(yu)所(suo)(suo)述(shu)固定型(xing)催(cui)化(hua)(hua)精(jing)餾(liu)模(mo)塊(kuai)（6）預(yu)(yu)(yu)留有(you)間隙。

8.根據(ju)權利要求7所述(shu)(shu)(shu)的催(cui)化精餾(liu)(liu)反應器，其(qi)(qi)特征(zheng)在于(yu)：所述(shu)(shu)(shu)固(gu)定(ding)型催(cui)化精餾(liu)(liu)模塊（6）包(bao)括第(di)二外框體（601）、設置在所述(shu)(shu)(shu)第(di)二外框體（601）內(nei)的蜂(feng)(feng)巢(chao)(chao)形(xing)多孔容(rong)器；其(qi)(qi)中在所述(shu)(shu)(shu)蜂(feng)(feng)巢(chao)(chao)形(xing)多孔容(rong)器的中心(xin)豎(shu)向設置有(you)第(di)三(san)中心(xin)管(guan)（603）；所述(shu)(shu)(shu)蜂(feng)(feng)巢(chao)(chao)形(xing)多孔容(rong)器包(bao)括均勻布置的第(di)一氣(qi)液傳質(zhi)孔（602）；在相鄰固(gu)定(ding)間距的第(di)一氣(qi)液傳質(zhi)孔（602）內(nei)分別填充(chong)有(you)催(cui)化劑（8）；

9.根據權利要求8所述(shu)的(de)催化精餾(liu)(liu)反應器，其特征在(zai)于(yu)：在(zai)所述(shu)轉(zhuan)動(dong)型催化精餾(liu)(liu)模塊（7）上設置有增大(da)擾流的(de)三角(jiao)形(xing)葉片。

10.根據權利要求1-9任一所述(shu)的催(cui)化精餾反應器，其特征(zheng)在于：

技術總結
本發明公開了一種催化精餾反應器，主體為催化精餾塔體。催化精餾塔體包括精餾段、?反應段、以及提餾段。在催化精餾塔體內且位于?反應段處設置有多層催化精餾單元，催化精餾塔體內還設置有一轉軸。本發明一是在多層精餾單元所述轉軸上設置多個特殊設計的轉動型催化精餾模塊。二是在所述轉軸上設置多個專門設計的旋轉擾流機構，并且在多層催化精餾單元內預留設計有預留腔，旋轉擾流機構在預留腔內旋轉。此二設計發明均能起到提高預留腔內氣液混合的效率；同時，便于提高汽體向上輸送流速，增大汽液接觸效率，從而進一步提高催化反應的效率。

技術研發人員：孟宇,劉小艷,馬良,馬亞軍
受保護的技術使用者：榆林學院
技術研發日：
技術公布日：2024/9/29