催化剂更换系统及具有该系统的精馏塔技术方案

本实用新型专利技术公开了一种催化剂更换系统以及具有该系统的精馏塔，更换系统包括催化剂过滤器（Ｆ０１）、液体收集罐（ＺＭ０２）、催化剂装填罐（ＺＭ０１）、泵（Ｐ０１）以及多个阀门，其中催化剂过滤器（Ｆ０１）与精馏塔反应塔盘连通；液体收集罐（ＺＭ０２）与精馏塔反应塔盘气相连通同时与催化剂过滤器（Ｆ０１）连通；催化剂装填罐（ＺＭ０１）存放新催化剂；泵（Ｐ０１）用于将液体收集罐（ＺＭ０２）收集的液体泵送到催化剂过滤器（Ｆ０１），使新催化剂与液体混合，再泵送回精馏塔反应塔盘。本实用新型专利技术的更换系统在产品转化率下降的时候可以在不停车的前提下对某层反应塔盘的催化剂进行更换，减少了开停车的次数，节约人力和成本，能够降低事故发生的频率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于化工领域，特别是涉及到使用催化剂的可逆反应并需要提纯产品 纯度的系统，并且包括改进后的反应精馏塔的催化剂在线更换系统。
技术介绍
在生产马来酸二甲酯的操作中，为了节省设备成本及减少能耗，将原有的淤浆床 反应釜和产品精馏塔合二为一，制作成反应精馏塔。传统淤浆床反应釜反应有很多缺点，比 如温度不宜控制，产品纯度不高，采出夹带反应物较多，再者马来酸二甲酯的反应为可逆反 应，如果单纯使用淤浆床反应釜，反应物和催化剂分布比较平均，反应收率会很低。如果反 应催化剂失活，就需要停车整体更换催化剂。在产品提纯的过程中，需要有精馏塔才能够实 现，设备成本为一个方面，还有就是生产过程的热量消耗，占据生产成本的一大部分。在每 层塔盘上面装填有催化剂，这些催化剂从开车时装进去，等催化剂失活了，装置停车更换新 的催化剂。如果采用间歇停车更换催化剂，就会影响前后工段的正常运行，并且在开停车的 过程中会浪费大量的物料，开停车过程中也会浪费大量人力，而且会增加事故发生的频率。
技术实现思路
在改进反应精馏塔的基础上增加独立的催化剂装卸系统就能够解决此种问题，成 功实现催化剂的在线更换。本技术具体公开了一种催化剂更换系统，包括催化剂过滤器、液体收集罐、催 化剂装填罐、蒸汽加热盘管(S01)、泵以及多个阀门，其特征在于催化剂过滤器与精馏塔 反应塔盘连通，用于过滤失活的催化剂或者将新催化剂与液体混合；液体收集罐与精馏塔 反应塔盘气相连通同时与催化剂过滤器连通，用于收集由反应塔盘排出的液体以及由催化 剂过滤器过滤溢出的液体；催化剂装填罐存放新催化剂，与催化剂过滤器连通；泵用于将 液体收集罐收集的液体泵送到催化剂过滤器，使新催化剂与液体混合，再泵送回精馏塔反 应塔盘。其中所述阀门包括气相连通阀门，设置在液体收集罐与精馏塔反应塔盘之间； 装填阀门，设置在催化剂过滤器与精馏塔反应塔盘之间；溢流阀门，设置在催化剂过滤器与 液体收集罐之间。所述阀门还包括液体回送阀门，用于控制将液体与催化剂的混合物料送入精馏 塔反应塔盘。还包括小过滤器，用于对催化剂过滤器中剩余的液体进行过滤，然后将液体排 入液体收集罐。进一步，在催化剂过滤器底部安装有催化剂卸出阀门，用于控制将催化剂过滤器 内的催化剂卸出。其中，蒸汽加热盘管用于对泵送的液体进行加热。本技术还公开了一种精馏塔，具有多层塔盘，其中上面洗涤塔盘，中间反应塔 盘，下部为气提塔盘，该精馏塔包括上述催化剂更换系统，连接到反应塔盘。 本技术将物料反应和产品精馏结合在一起，充分利用物料反应释放的热量， 达到节能降耗的目的，在产品转化率下降的时候可以在不停车的前提下对某层反应塔盘的 催化剂进行更换，减少了开停车的次数，节约人力和成本，能够降低事故发生的频率。附图说明图1为反应精馏系统流程示意图；图2为失活的催化剂排出流程示意图；图3为液体打循环流程示意图；图4为新催化剂送入反应塔盘流程示意图。附图标记说明N1-塔顶气相出口 ；N2-冲洗液进料口 ；N3-反应物进料口 ；N4-底部气提塔盘；N5-塔釜；F03-过滤器；V13-三通阀；E1-塔釜再沸器；ZM01-催化剂装填罐；ZM02-液体收集罐；F01-催化剂过滤器；F02-小过滤器；P01-泵;soi-蒸汽加热盘管；V01-气相连通阀门；V02-装填阀门；V03-催化剂排出阀门；V04-第二催化剂回送阀门；V05-小过滤器控制阀门；V06-第一催化剂卸出阀门；V07-第一催化剂卸出阀门；V08-第一催化剂回送阀门；V09-液体回送阀门；V10-溢流阀门；VII-回送控制阀门；V12-新催化剂装填阀门。具体实施方式参照附图1对本技术中所采用的反应精馏系统进行说明。精馏塔上面为8-10 层洗涤塔盘，中间为18-20层反应塔盘，下部为4-6层气提塔盘。马来酸单酯作为反应物之 一由进料口 N3处进入反应塔盘，另一种反应物如甲醇作为冲洗液由进料口 N2处进入洗涤 塔盘，其作用是洗去气相中夹带的反应物，并且有回流的作用，未反应完全的反应物和副反 应产品从塔顶气相出口 m处采出，进入反应塔盘的物料在塔盘上经过催化剂催化反应后 由过滤器F03流出塔体，经过三通阀门V13进入下一层塔盘和下下层塔盘，如果催化剂活性 降低需要更换催化剂，就可以通过阀门V13将下一层塔盘旁路掉，进行更换催化剂(配有专 门的催化剂更换系统)，另外一部分反应物通过底部气提塔盘N4处进入，吸收塔釜再沸器 E1的热量后汽化，作为塔内气相由塔釜至塔顶不断搅动反应塔盘上的催化剂，使得反应充 分进行，经过提纯的产品由塔釜N5处采出。结合图2-4，进一步描述催化剂更换系统及更换流程。图2示出的是失活的催化剂排出的过程。反应精馏塔塔盘催化剂失活后，将此塔 盘旁路，打开气相连通阀门V01使液体收集罐ZM02与反应精馏塔气相相通，打开靠近催化 剂过滤器F01的第二催化剂排出阀门V03、溢流阀门V10，然后再打开靠近塔盘的第一催化剂排出阀门V02，塔盘上的催化剂由于重力作用，流向催化剂过滤器F01。液体通过催化剂 过滤器FOl后进入液体收集罐ZM02，催化剂留在过滤器里面，直到塔盘液体和催化剂完全 卸出，关闭溢流阀门V10，打开小过滤器控制阀门V05，过滤器里面剩余的液体通过小过滤 器F02后进入液体收集罐ZM02，液体排尽后关闭阀门V05，打开两个催化剂卸出阀门V06和 阀门V07就可以将过滤器FOl内的催化剂卸出。图3示出的是液体打循环的过程。新催化剂通过催化剂装填罐ZMOl和新催化剂 装填阀门V12装进催化剂过滤器F01，后关闭阀门V12，启动泵P01，将液体收集罐内的液体 打循环，经过液体回送阀门V09，第一催化剂卸出阀门V06进入催化剂过滤器FOl后，通过溢 流阀门VlO溢流返回液体收集罐ZM02。在循环过程中可以根据需要利用蒸汽加热盘管SOl 对液体进行加热。图4示出的是新催化剂送入反应塔盘的过程。当液体温度达到所需温度时，改变 液体物料路线，打开回送控制阀门VII，液体回送阀门V09，打开催化剂卸出阀门V06，催化 剂回送阀门V08和V04，以及阀门V02，其他阀门关闭，催化剂过滤器FOl内的催化剂就可 以随着液体物料完全被输送到反应塔盘上，催化剂和液体输送完毕后关闭阀门V02和阀门 VO1，将该塔盘投用正常，催化剂更换完毕。权利要求一种催化剂更换系统，包括催化剂过滤器(F01)、液体收集罐(ZM02)、催化剂装填罐(ZM01)、蒸汽加热盘管(S01)、泵(P01)以及多个阀门，其特征在于催化剂过滤器(F01)与精馏塔反应塔盘连通，用于过滤失活的催化剂或者将新催化剂与液体混合；液体收集罐(ZM02)与精馏塔反应塔盘气相连通同时与催化剂过滤器(F01)连通，用于收集由反应塔盘排出的液体以及由催化剂过滤器(F01)过滤溢出的液体；催化剂装填罐(ZM01)存放新催化剂，与催化剂过滤器(F01)连通；泵(P01)用于将液体收集罐(ZM02)收集的液体泵送到催化剂过滤器(F01)，使新催化剂与液体混合，再泵送回精馏塔反应塔盘。2.根据权利要求1所述的催化剂更换系统，其特征在于所述阀门包括气相连通阀门(VOl)，设置在液体收集罐(ZM02)与精馏塔反应塔盘之间；装填阀门(V02)，设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种催化剂更换系统，包括催化剂过滤器（Ｆ０１）、液体收集罐（ＺＭ０２）、催化剂装填罐（ＺＭ０１）、蒸汽加热盘管（Ｓ０１）、泵（Ｐ０１）以及多个阀门，其特征在于：催化剂过滤器（Ｆ０１）与精馏塔反应塔盘连通，用于过滤失活的催化剂或者将新催化剂与液体混合；液体收集罐（ＺＭ０２）与精馏塔反应塔盘气相连通同时与催化剂过滤器（Ｆ０１）连通，用于收集由反应塔盘排出的液体以及由催化剂过滤器（Ｆ０１）过滤溢出的液体；催化剂装填罐（ＺＭ０１）存放新催化剂，与催化剂过滤器（Ｆ０１）连通；泵（Ｐ０１）用于将液体收集罐（ＺＭ０２）收集的液体泵送到催化剂过滤器（Ｆ０１），使新催化剂与液体混合，再泵送回精馏塔反应塔盘。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹建军，许新华，李后勇，孟昭宝，周勇华，
申请(专利权)人：南京蓝星化工新材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]