用于进行化学反应的反应性精馏塔制造技术

一种用于进行化学反应的催化反应性精馏塔，其中一种起始物质为液相而一种产物为气相。所述塔包括反应区域，所述反应区域包括至少两个催化区段，每个区段具有进料通道和溢流井，所述溢流井同时充当用于下一区段的进料通道，使得来自每个区段的液体进入该区段的溢流井并且经由溢流井进入下一区段的下方部分，反应区域被设计成允许绕过剩余区段除去每个区段的气体产物。应用于苯的加氢异构化和链烷烃的异构化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于进行化学反应的催化反应性精馏塔，其中一种起始物质为液相而一种产物为气相。所述塔包括反应区域，所述反应区域包括至少两个催化区段，每个区段具有进料通道和溢流井，所述溢流井同时充当用于下一区段的进料通道，使得来自每个区段的液体进入该区段的溢流井并且经由溢流井进入下一区段的下方部分，反应区域被设计成允许绕过剩余区段除去每个区段的气体产物。应用于苯的加氢异构化和链烷烃的异构化。【专利说明】用于进行化学反应的反应性精馏塔
本专利技术涉及化学
，特别涉及用于进行催化反应的反应器和反应性精馏+? +R ο
技术介绍
化学反应器为用于进行化学反应的装置。化学反应可以在催化剂上进行，特别是在催化剂的固定床上进行。在大量化学反应中，至少一种起始物质为液相，至少一种产物为气相。这种反应的实例包括链烷烃的异构化和苯的加氢异构化。 多数反应的主要问题是关于目标产物的低选择性或起始物质的低转化程度。某些反应需要使用数种催化剂并且通常使用用于每个反应的分离设备进行，在该情况下系统的整体尺寸和能量消耗巨大。 因此需要提供用于进行化学反应的改进的设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于进行催化化学反应的设备，所述设备能够实现起始物质的最大转化并且改进目标产物的产量。目的是提供一种设备，所述设备优选能够易于修改从而适合大范围的过程，特别是炼油过程。 通过如下实现所述目的:提出一种用于在催化剂的固定床上进行化学反应的设备，其中至少一种起始物质为液相而至少一种产物为气相，所述设备包括反应区域，所述反应区域包括至少两个上下设置或同中心设置的催化区段，每个区段具有进料通道和溢流井，所述溢流井同时充当用于在液体流动方向上的下一区段的进料通道，使得来自每个区段的液体进入该区段的溢流井并且经由溢流井进入下一区段的下方部分，在液体流动方向上的最后区段的溢流井打开从而允许液相自由流出，而分配器位于在液体流动方向上的第一区段的进料井的上方从而将液相进料至在液体流动方向上的第一区段，所述设备被设计成允许绕过剩余区段除去每个区段的气体产物。 合意的是，至少一个溢流井/进料通道形成反应区域的外边缘的至少一部分。 合意的是，形成进料通道使得其中存在的液体形成液压密封，使得区段中存在的气相不能进入进料通道。 在本专利技术的多个实施方案中，区段的底部被制成封闭的。 至少一个反应区段可以具有在其底部处的在催化剂床下方的分配室并且可以被设计成允许递送气体通过该分配室。 合意的是，所述分配室应当包括用于混合液相和气相的设备，所述液相从进料通道进入所述分配室。 在本专利技术的一个实施方案中，所提出的设备为反应性精馏塔。 在本专利技术的一个实施方案中，所提出的设备为反应器。 所描述的设备本身可以为反应器或反应性精馏塔的单元。 在本专利技术的某些实施方案中，区段包括不同的催化剂。 还提出的是一种反应性精馏塔，所述反应性精馏塔包括至少一个反应区域，其中所述区域包括至少两个上下设置或同中心设置的催化区段，其中每个区段具有进料通道和溢流井，所述溢流井同时充当用于下一区段的进料通道，使得来自每个区段的液体进入该区段的溢流井并且经由溢流井进入下一区段的下方部分，在液体流动方向上的最后区段的溢流井打开从而允许液相自由流出，而分配器位于在液体流动方向上的第一区段的进料井的上方从而将液相进料至在液体流动方向上的第一区段，所述区域被设计成允许绕过剩余区段除去每个区段的气体产物。 在一个实施方案中，区段上下设置。 在优选的实施方案中，区段被形成为在中间或围绕外围具有溢流井，并且区段交替地在中间或围绕外围具有溢流井。 在优选的实施方案中，所有的外围溢流井形成反应区域的外边缘的一部分。 在优选的实施方案中，每个区段的气体产物绕过剩余区段通过一个或多个排气通道取出。 根据本专利技术的塔可以包括至少两个反应区段。在该情况下，所述区域可以通过质量传递设备分离。 在某些实施方案中，区域包括不同的催化剂，而每个区域的区段包括一种相同的催化剂。 根据本专利技术的塔可以包括至少三个反应区域，其中至少两个反应区域通过质量传递设备分尚。 在一个实施方案中，根据本专利技术的塔包括三个反应区域，其中被设计成用于苯的加氢异构化的一个区域包括至少两个区段，而被设计成用于己烷和戊烷的异构化的另两个区域各自包括至少三个，优选四个或五个，和更优选六个区段。 在又一个实施方案中，区段同中心设置。在该情况下合意的是，塔包括至少两个反应区段。合意的是，在所述塔中，区段形成具有室的小室状结构使得反应区域的室上下设置并且形成用于使气相通过的通道。在某些实施方案中，区段的空的小室可以具有鳍片，使得用于使气相通过的通道具有鳍片。在多个实施方案中，空的小室可以包括质量传递设备。 本专利技术人发现能够借助于反应区域的所述布置改进目标产物产量/目标产物选择性。出人意料地，还发现使用根据本专利技术的反应区域能够减少热损失并且减少所需的催化剂量。 【专利附图】【附图说明】 图1:其中区段上下设置的反应区域的图。图1A显示了区域的全视图，而图1B显示了所述区域中的流的流动。 图2:其中区段同中心设置的反应区域的图。 图3:用于收集液体组分从而将液相引入第一区段的设备的变体形式。 图4:根据本专利技术的具有反应区域的反应器的图。 图5:具有上下设置的区段的反应区域的三维图。 图6:具有同中心区段的反应区域的三维图。 图7:具有同中心区段的数个区域的塔的一个区域(三维图)。7A-全视图，7B-横截面图。 图8:具有同中心区段的数个区域的塔的一个区域(横截面，变体形式)。 图9:根据本专利技术的具有反应区域的反应性精馏塔的图。 【具体实施方式】 现在描述的反应区域布置可以用在用于在催化剂的固定床上进行催化反应的具有气体反应产物的反应装置中，也可以用在用于反应性精馏的装置中。 根据本专利技术的催化(反应)区段为填充有催化剂的塔盘。 可以通过选择塔盘的合适的立体容积从而实现反应混合物在每个催化剂床中的不同的停留时间，所述停留时间直接与催化剂的体积成正比并且与原材料流的速度成反比。 可以使用固定网格或其它合适的设备固定催化剂。 催化剂的实例包括:负载在载体上的包含化学元素周期表的VIII族金属的催化齐IJ，所述载体例如为活性氧化铝、沸石、五元环高硅沸石(ZSM-5型)和丝光沸石。所述载体可以用卤素(例如F和/或Cl)和其它元素进行改性。可以使用固体和/或负载的杂多酸作为催化剂。所述催化剂可以用Mn、Fe、卤素Cl和/或F和其它元素进行促进。 图1中示意性地显示了区段的上下布置。在图1A中，催化剂I设置在塔盘5中，上方区段的溢流井2与下方区段的进料通道3整体形成，而排气通道4在溢流井2内穿过。图1B显示了流的流动的图:液相I进入上方区段的进料通道，并且液相穿过液压密封进入上方区段的下方部分，穿过其中发生反应的催化剂床，并且经由溢流井流动至下方区段；在下方区段处经由液压密封进入该区段的下方部分，穿过其中发生反应的催化剂床，并且经由溢流井流动至下方区段，或者如果其为最终区段，则作为自由流2流动至下方设备。气相3 (当存在时)进入排气通道，并且从最上方区段作为流5除去的气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在催化剂的固定床上进行化学反应的设备，其中至少一种起始物质为液相而至少一种产物为气相，所述设备包括反应区域，所述反应区域包括至少两个上下设置或同中心设置的催化区段，每个区段具有进料通道和溢流井，所述溢流井同时充当用于在液体流动方向上的下一区段的进料通道，使得来自每个区段的液体进入该区段的溢流井并且经由溢流井进入下一区段的下方部分，在液体流动方向上的最后区段的溢流井打开从而允许液相自由流出，而分配器位于在液体流动方向上的第一区段的进料井的上方从而将液相进料至在液体流动方向上的第一区段，所述设备被设计成允许绕过剩余区段除去每个区段的气体产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：D·N·沙卢皮金，M·A·拉塔塞普，O·I·帕尔普齐，O·V·吉亚索夫，
申请(专利权)人：反应性精馏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：俄罗斯;RU