一種反應蒸餾設備制造技術

一種反應蒸餾設備，屬于石油、化工等的蒸餾設備領域。反應區包括筒體、降液管、升氣管、集液盤，降液管與集液盤之間有一定的縫隙，在筒體上設置溢流口，溢流口的位置高于降液管與集液盤之間縫隙的上端，低于升氣管的頂管。用于反應蒸餾工藝或催化反應蒸餾工藝的催化蒸餾設備。克服了現有技術中反應蒸餾塔內液體停留時間難控制的缺點，通過設置不同的溢流口高度，方便控制停留時間，根據需要延長液體停留時間，反應物在塔內的停留時間可提高至2h，反應物的轉化率提高至80％以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種反應蒸餾設備，特別是適合于液相停留時間需要調控的反應蒸餾 塔，屬于石油、化工等的蒸餾設備領域。
技術介紹
傳統的固體催化劑催化的化工生產過程，液相反應物料在反應器中固體催化劑的 作用下進行催化反應，反應后的物料進入下游設備，進行產品分離，例如反應產物進入精 餾塔中，塔頂產物或塔底產物作為最終產品或作為進一步精制的原料。這樣，不僅工藝流程 長、設備投資大、操作費用高，而且常常因為化學平衡的限制或串聯反應等，限制了反應產 物的轉化率和目標產物的收率。為了克服傳統的化工生產過程的不足，人們開發了反應器與分離裝置結合在一個 設備中同時進行的反應蒸餾技術。由于反應與產品分離在一個設備中同時進行，生成的產 品不斷移出反應區，破壞反應平衡，提高反應物的轉化率；而且反應是在反應物的泡點溫度 下進行，反應熱由反應物料汽化吸收，不僅控制了反應溫度，而且反應熱可用于產品分離。 反應蒸餾技術具有縮短工藝流程，減少設備投資，降低操作費用的優點。反應蒸餾塔內的反應一般在液相中進行，控制液體在塔內的停留時間對調控反應 效果非常重要。對于反應速率快的反應物料，適當延長物料在塔內的停留時間，可以提高反 應轉化率；而對于反應速率慢的反應物料，及時移出反應段生成的反應物可以加速反應的 進行，提高反應轉化率；因此能夠方便合理的控制反應蒸餾塔內物料的停留時間，尤其是反 應產物物流的停留時間，對調控反應效果非常重要。中國專利ZL01262281，ZL01114953，將反應生成的液相物流收集在液封管中，只有 當液相物料的液面超過液封管一邊的溢流堰的高度時，液相物流才通過溢流堰進入降液管 流入下一層分餾塔板，液相物料在塔內的停留時間無法方便的控制，并且當塔內設置溢流 堰時，塔內的結構比較復雜，不能有效的利用反應空間。目前控制反應蒸餾塔內物料的停留時間還可以通過改變塔盤形式、控制進出料流 量、調節回流比等方法來調整，但是這些方法可調整范圍小，且不是對反應蒸餾塔的內部反 應結構做出有效調整，無法有效利用塔內反應空間。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題提供一種反應蒸餾設備，該反應蒸餾設備能夠方便的 控制反應物料在塔內的停留時間，且可以有效利用塔內反應空間，提高反應效率。本專利技術的產品采取的技術方案是本專利技術的反應蒸餾設備，精餾段或提餾段的反應區包括筒體、降液管、升氣管、集 液盤，降液管與集液盤之間有一定的縫隙，在筒體上設置溢流口，溢流口的位置高于降液管 與集液盤之間縫隙的上端，低于升氣管的頂管。本專利技術中的降液管只是液相物料的進管，對于反應液相產物的出管由筒體外部跟溢流口相連的管道代替，這樣可以節省物料出管在反應區所占的位置，而且溢流口代替了 溢流堰，使反應蒸餾設備的結構簡單化，其中與溢流口相連的管道內包含一段液封管，液封 管的長度由塔內氣相的壓降決定，以防止氣相從管中通過，溢流口的形狀可以采用任意可 加工的形狀，如方形、圓形、橢圓形、三角形、五邊形等。根據液相反應物料需要在反應區內停留時間的長短可以在筒體不同高度分別設 置溢流口，并且在筒體的同一高度可以至少設置一個溢流口。溢流口與下一層塔盤之間由 管道連接，其中管道設置在筒體的外部，與溢流口相連接的管道的另一端設置一個液體分 布器，液相物流流出溢流口后經過管道，然后通過液體分布器均勻的進入下一層分餾塔盤。 溢流口可以采用任意可加工的形狀，例如三角形、圓形、正方形、長方形等。溢流口也可以設置在普通精餾塔上，可以起到減少液體停留時間的作用。下面結合附圖1對本專利技術的反應段進一步說明，但是本專利技術的應用不限于附圖1 所示的反應蒸餾設備。反應段包括四部分集液盤1、升氣管2、降液管3、溢流口 4、筒體5、催化劑6。集液盤I的大小根據液相負荷和需要的停留時間確定，其直徑可等于反應蒸餾塔 塔盤直徑，也可大于塔盤直徑。集液盤上布置有升氣管。升氣管2的直徑和數量根據氣相負荷確定，其面積一般為集液盤面積的3 90%， 升氣管的截面形狀可以是圓形、長方形、正方形、三角形或其他加工形狀。僅有一個升氣管 時，升氣管居中布置，當有多個升氣管時，可采用三角形排列(如圖2)或正方形排列(如圖 3)。升氣管排列方式取決于分離的需要，也受集液盤面積的影響。升氣管的高度取決于反 應段的高度和溢流口的高度，升氣管高度要低于反應段高度、但高于溢流口高度。升氣管頂 部的部件為擋板，用以除去氣體夾帶的大液滴，其形狀可為錐形。降液管3從上一層塔盤弓I下，將液體弓I入集液盤中。降液管的長度主要取決于反 應段的高低和降液管與集液盤底隙的高低。降液管越長，液體在管內的停留時間越長。降 液管的面積由液相負荷決定。溢流口 4為液體離開集液盤的通道，溢流口高于降液管底隙，低于升氣管頂端。溢 流口的高低決定了液體在集液盤上的停留時間，溢流口越高，停留時間越長。溢流口高度應 低于升氣管上端，以免液體進入升氣管中而影響氣體流動。可同時設置多個高度不同的溢 流口，根據所需停留時間的不同，決定使用不同高度的溢流口。同一高度的溢流口的數量由 液相負荷決定。筒體5為反應段的外圍，筒體與反應蒸餾塔塔身連接在一起，并與升氣管、降液管 圍成反應區。含有反應物的液體物料經降液管進入反應段并進行反應，集液盤上液面不斷上 升，當達到溢流口高度時，液體從溢流口離開集液盤進入下一層塔盤的液體分布器。氣體從 升氣管進入集液盤上部空間，即反應段的氣相空間，再從上一層塔盤的開孔離開反應段。根據需要，對于有催化劑存在的非均相反應，可以將催化劑布置在集液盤上的反 應區內，即布置在升氣管與升氣管之間、升氣管與降液管之間、升氣管與筒體之間的空隙。 催化劑的裝卸方式主要由催化劑形狀決定，可散堆，也可將催化劑裝于篩網等構件內再布 置在集液盤上。反應段在反應蒸餾塔內的位置和數量由反應動力學確定。如反應主要在塔內的精餾段發生，則將反應段布置在反應蒸餾塔的精餾段。同理也可布置在塔內的提餾段。結合附圖5，對本專利技術的反應蒸餾設備的反應精餾段和反應提餾段進一步說明。如附圖5所示，在反應蒸餾塔的精餾段和提餾段內分別設置有反應段。物料從進 料口 14進入反應蒸餾塔內進行分離。集液盤I上裝填有催化劑6。含有反應物的液體通 過降液管3進入反應段的集液盤1，物料在催化劑6的作用下發生反應。氣體物料通過升 氣管2進入反應段的上層氣相空間。反應后的液相物料通過溢流口 4離開反應段，經液封 段13進入下一層塔盤的液體分布器12進行再分配。反應后的液相物料流到下部的分離塔 盤11，氣相物料進入上一層分離塔盤11，如此交替進行反應、分離的過程，可達到要求的轉 化率。進入精餾段的汽相物料經分離后從塔頂經管線7、冷凝器8冷凝后，一部分經管線10 回流到塔頂，另一部分作為輕質產品經管線9出裝置。流至提餾段的液相物料經分離后從 塔底經管線15出塔，一部分經再沸器16汽化后的汽相返回塔底，另一部分作為重質產品經 管線17出裝置。附圖4中所示實施方式與附圖5所示實施方式的區別是在集液盤I上沒有裝填催 化劑，集液盤的反應區內發生液體間的均相反應。本專利技術的有益效果是本專利技術克服了現有技術中反應蒸餾塔內液體停留時間難控 制的缺點，增加了操作穩定性。通過設置不同的溢流口高度，方便控制停留時間，根據需要 延長液體停留時間，反應物在塔內的停留本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種反應蒸餾設備，反應區包括筒體、降液管、升氣管、集液盤、降液管與集液盤之間有一定的縫隙，其特征在于在筒體上設置溢流口，溢流口的位置高于降液管與集液盤之間縫隙的上端，低于升氣管的頂管。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉智信，廖麗華，李東風，杜春鵬，程建民，羅淑娟，過良，李琰，王婧，王宇飛，呂媛媛，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：