【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油化工，特别涉及一种换剂补料单元及应用该单元的反应精馏塔。
技术介绍
1、反应精馏塔是一种兼顾反应和精馏过程的气液传质设备，反应精馏技术在醚化反应、酯化反应以及烷基化反应过程中有着广泛的应用。相比于传统的反应器和精馏塔独立使用的工艺流程，反应精馏塔的使用可以大幅降低操作和投资成本。反应精馏塔可以是板式塔或者填料塔，板式塔具有结构简单、适应性强的特点，因此应用广泛。
2、传统的反应精馏技术采用的均相催化剂存在着与反应产物分离困难的问题，同时大多数的均相催化剂均为酸性或者碱性物质，对设备的腐蚀严重。近些年，随着非均相催化剂的使用，设备腐蚀与催化剂分离困难问题得到了良好的解决。非均相催化剂的更换和装填方式是目前反应精馏技术的关键研究方向之一。为保证反应产物满足质量要求，需要定期对塔内的催化剂进行更换。催化剂的更换方式分为在线更换和停车更换两种方式。停车更换催化剂会造成生产装置的频繁启停，目前这种催化剂更换方式已经被逐步淘汰。
3、中国专利cn108043061公开了一种可在线更换催化剂的反应精馏塔，其将固体催化剂分散布置在塔板上，在降液管上设置滤网以防止催化剂流失到下层塔板；通过在塔周围设置在线更换管道实现对固体催化剂的在线更换。但该反应精馏塔存在催化剂容易堆积、滤网易堵塞以及气液固三相接触不均等问题，同时催化剂更换时还要额外配套使用泵，操作成本较高。
4、因此，亟需一种能实现高效、方便的催化剂在线更换的反应精馏设备，从而克服现有技术中的上述缺陷。
5、公开于该
技术介绍
部
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种换剂补料单元及应用该单元的反应精馏塔，通过换剂补液单元实现气液固反应过程中催化剂的在线更换，更换方便且高效。
2、为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种换剂补料单元，应用在气液固反应精馏塔中，包括：换剂降液管，其设置在反应精馏塔中的本层塔板与下层传质反应空间之间，该换剂降液管上设有可拆卸的卸料仓，该卸料仓在需要更换本层塔板上的催化剂时用于截留催化剂的固体颗粒并允许液相通过该换剂降液管进入下层传质反应空间；降液补剂管，其设置在换剂降液管的相应位置，该降液补剂管上设有装料口，在本层的换剂降液管处于关闭状态下时，上层的降液补剂管的装料口用于装填新鲜催化剂，该新鲜催化剂被上层液相携带并通过降液补剂管进入本层传质反应空间。
3、进一步，上述技术方案中，卸料仓通过两端管路上设置的可拆卸法兰进行拆卸和安装。
4、进一步，上述技术方案中，换剂降液管上部设有第一开关阀，当需要更换本层催化剂时，第一开关阀处于开启状态，催化剂固体颗粒随液相通过换剂降液管流入卸料仓，当待更换的催化剂全部进入卸料仓后，第一开关阀处于关闭状态。
5、进一步，上述技术方案中，卸料仓下端管路上设有第一滤网，用于截留催化剂固体颗粒并允许液相通过。
6、进一步，上述技术方案中，降液补剂管上部设有第二开关阀，当本层的待更换催化剂全部进入卸料仓后，上层降液补剂管的第二开关阀处于开启状态。
7、进一步，上述技术方案中，降液补剂管的管路上端设有第二滤网，用于截留催化剂固体颗粒并允许液相通过。
8、根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种反应精馏塔，包括前述任意一项的换剂补料单元。
9、进一步，上述技术方案中，换剂补料单元中的换剂降液管和降液补剂管均为一个或多个，当换剂降液管和降液补剂管均为多个时，两者的数量相当。
10、进一步，上述技术方案中，换剂降液管和降液补剂管相对于反应精馏塔的中心轴对称设置。
11、进一步，上述技术方案中，反应精馏塔的塔板表面可为倾斜设置，倾斜方向为自塔壁向换剂降液管的管口方向倾斜。倾斜角度可以为5～10°。
12、进一步，上述技术方案中，换剂补料单元的设置空间处设有升气管，该升气管沿反应精馏塔的中心轴延伸；升气管上端、传质反应空间的液面以下设有气体分布器，气相通过气体分布器上均匀布设的气孔喷出并与液相形成鼓泡混合。
13、进一步，上述技术方案中，气体分布器可呈米字型布置，气孔可设置在米字型分布器的上、下表面。
14、进一步，上述技术方案中，传质反应空间的液面以下可设有超声元件，该超声元件通过引线与塔外的控制器相连，用于通过超声波在液相中产生的空化作用强化气液固三相的混合、且在需要更换催化剂时通过对液相的搅动避免在塔板上形成催化剂残留。
15、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
16、1)本专利技术通过在本层塔板与下层反应传质空间之间分别设置换剂降液管和降液补剂管，反应精馏塔内每层塔板的固体催化剂颗粒均可以实现方便的在线更换。当本层的待更换固体催化剂进入卸料仓后，关闭换剂降液管并将卸料仓拆卸，此时上层塔板的液相可携带装料口进入的新鲜催化剂通过降液补剂管进入本层塔板，从而可以在不停机的情况下更换每层的固体催化剂颗粒；
17、2)本专利技术通过升气管以及升气管末端的米字型气体分布器使得气相能够更为均匀地进入液相，且通过喷射状的气相与液相形成鼓泡混合，对液相形成一定的搅拌作用，使得固体催化剂能够在每层的反应传质空间中的液面以下处于悬浮状态，更有利于气-液-固三相的混合传质；
18、3)本专利技术通过将塔板设置为倾斜状态，使得在更换固体催化剂时，液相携带着待更换的催化剂更容易流入换剂降液管；
19、4)本专利技术液面以下超声元件的设置，一方面可以通过超声波在液相中产生的空化作用进一步强化气-液-固三相的混合，另一方面可以在需要更换催化剂时通过对液相的搅动使得固体催化剂颗粒更容易处于悬浮状态，最大限度内地避免在塔板上形成催化剂残留，同时还能起到强化过滤的效果，防止降液补剂管上设置的滤网被固体颗粒堵塞。
20、上述说明仅为本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本专利技术的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本专利技术的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
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1.一种换剂补料单元，其特征在于，应用在气液固反应精馏塔中，包括：
2.根据权利要求1所述的换剂补料单元，其特征在于，所述卸料仓通过两端管路上设置的可拆卸法兰进行拆卸和安装。
3.根据权利要求1所述的换剂补料单元，其特征在于，所述换剂降液管上部设有第一开关阀，当需要更换本层催化剂时，所述第一开关阀处于开启状态，催化剂固体颗粒随液相通过换剂降液管流入所述卸料仓，当待更换的催化剂全部进入卸料仓后，所述第一开关阀处于关闭状态。
4.根据权利要求3所述的换剂补料单元，其特征在于，所述卸料仓下端管路上设有第一滤网，用于截留所述催化剂固体颗粒并允许液相通过。
5.根据权利要求1所述的换剂补料单元，其特征在于，所述降液补剂管上部设有第二开关阀，当本层的待更换催化剂全部进入所述卸料仓后，上层降液补剂管的所述第二开关阀处于开启状态。
6.根据权利要求5所述的换剂补料单元，其特征在于，所述降液补剂管的管路上端设有第二滤网，用于截留所述催化剂固体颗粒并允许液相通过。
7.一种反应精馏塔，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所
8.根据权利要求7所述的反应精馏塔，其特征在于，所述换剂补料单元中的换剂降液管和降液补剂管均为一个或多个，当换剂降液管和降液补剂管均为多个时，两者的数量相当。
9.根据权利要求8所述的反应精馏塔，其特征在于，所述换剂降液管和降液补剂管相对于反应精馏塔的中心轴对称设置。
10.根据权利要求7所述的反应精馏塔，其特征在于，所述反应精馏塔的塔板表面为倾斜设置，倾斜方向为自塔壁向换剂降液管的管口方向倾斜。
11.根据权利要求10所述的反应精馏塔，其特征在于，所述倾斜角度为5～10°。
12.根据权利要求7所述的反应精馏塔，其特征在于，所述换剂补料单元的设置空间处设有升气管，该升气管沿反应精馏塔的中心轴延伸；升气管上端、传质反应空间的液面以下设有气体分布器，气相通过所述气体分布器上均匀布设的气孔喷出并与液相形成鼓泡混合。
13.根据权利要求12所述的反应精馏塔，其特征在于，所述气体分布器呈米字型布置，气孔设置在米字型分布器的上、下表面。
14.根据权利要求12所述的反应精馏塔，其特征在于，所述传质反应空间的液面以下设有超声元件，该超声元件通过引线与塔外的控制器相连，用于通过超声波在液相中产生的空化作用强化气液固三相的混合、且在需要更换催化剂时通过对液相的搅动避免在塔板上形成催化剂残留。
...【技术特征摘要】
1.一种换剂补料单元，其特征在于，应用在气液固反应精馏塔中，包括：
2.根据权利要求1所述的换剂补料单元，其特征在于，所述卸料仓通过两端管路上设置的可拆卸法兰进行拆卸和安装。
3.根据权利要求1所述的换剂补料单元，其特征在于，所述换剂降液管上部设有第一开关阀，当需要更换本层催化剂时，所述第一开关阀处于开启状态，催化剂固体颗粒随液相通过换剂降液管流入所述卸料仓，当待更换的催化剂全部进入卸料仓后，所述第一开关阀处于关闭状态。
4.根据权利要求3所述的换剂补料单元，其特征在于，所述卸料仓下端管路上设有第一滤网，用于截留所述催化剂固体颗粒并允许液相通过。
5.根据权利要求1所述的换剂补料单元，其特征在于，所述降液补剂管上部设有第二开关阀，当本层的待更换催化剂全部进入所述卸料仓后，上层降液补剂管的所述第二开关阀处于开启状态。
6.根据权利要求5所述的换剂补料单元，其特征在于，所述降液补剂管的管路上端设有第二滤网，用于截留所述催化剂固体颗粒并允许液相通过。
7.一种反应精馏塔，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的换剂补料单元。
8.根据权利要求7所述的反应精馏塔，其特征在于，所述换剂补料单元中的换...
【专利技术属性】
技术研发人员：金平，高峰，杨秀娜，姜阳，阮宗琳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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