CN101838185A - 脱水反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱水反应装置，其包括一上部带有一进料口、下部设有一出料口的筒体，该筒体内装盛有若干用于脱水反应的催化剂，该筒体包含上下相连的第一段筒体和第二段筒体，该两段筒体间的筒体段内还设有一温度调节装置，用于对脱水反应后的物料冷却降温。本发明的脱水反应装置采用二段式催化脱水结构，不仅操作简便，脱水效果佳，而且大大提升了效率和产量，有效扩大了系统的制备规模。

Description

脱水反应装置

技术领域

本发明涉及一种脱水反应装置，特别是涉及一种以固态催化剂为反应床，用于醇类汽化制备二碳化合物工艺中的脱水反应装置。

背景技术

在化工行业进行醇类汽化制备二碳化合物的工艺中，比如采用液相甲醇脱水制备二甲醚的工艺，需要将气相甲醇送入装有催化剂的脱水装置中进行脱水处理。现有的脱水装置，由于其反应为强放热反应，反应热容易积聚，一旦生产规模扩大，其反应的反应热得不到及时的移走，容易出现飞温现象。其反应温度难以掌控，使得产品质量和产量均无法保证。如何在提高产品产率、保护质量的同时，又能有效控制产品的制备温度，是目前用醇类汽化制备二碳化合物的一大热门技术课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的二甲醚制备工艺的反应装置，反应温度无法有效控制导致产品质量无法保证的缺陷，提供一种通过加装一起移热作用的降温装置，能有效移走反应热，控制反应温度，从而避免反应中的飞温现象的脱水反应装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种脱水反应装置，其包括一上部带有一进料口、下部设有一出料口的筒体，该筒体内装盛有若干用于脱水反应的催化剂，其特点在于，该筒体包含上下相连的第一段筒体和第二段筒体，该两段筒体间的筒体段内还设有一温度调节装置，用于对脱水反应后的物料冷却降温。

其中，该催化剂为颗粒状的分子筛催化剂。

其中，该物料为从第一段筒体中经过催化脱水反应后得到的混合物。

其中，该第一筒体、第二筒体内均设有一上滤网及下滤网，分别用于阻止该催化剂上溢及下漏。

其中，该温度调节装置为一气体分布器，该气体分布器包括：

一水平固设于该第一筒体与第二筒体间的筒体段内的环形圆管，该环形圆管上表面等间隔斜设有若干排气圆孔，用于通入冷激气，对进入该筒体段内的物料降温；

一冷激气进管，该冷激气进管的一端与外部冷激气相通，另一端从该环形圆管的中部穿过，并与该环形圆管相贯通。

其中，该排气圆孔的中心线与环形圆管所在的水平面成一倾斜角，该倾斜角为大于0度，小于90度。

其中，该冷激气进管的尾部设有一汽阀开关。

其中，该环形圆管与该筒体间设有若干支撑筋板。

其中，该第一段筒体和第二段筒体的上侧均设有一用于检修的人孔，下侧均设有一用于更换催化剂的手孔。

其中，该第一段筒体、第二段筒体及二者间的筒体侧壁均设有一用于检测反应温度的测温孔。

本发明的积极进步效果在于：

1、本发明的脱水反应装置采用二段式脱水结构，通过气体分布器中通入原料冷激气，解决了反应中的飞温现象，有效保证了装置的反应温度，确保了产品质量。

2、通过在筒体各段设置人孔或手孔，可以随时进行设备维护及对催化剂的更换，确保了装置的日常维护与运作。

3、本发明的装置各段均设有温度计测试孔，便于随时掌控脱水反应的温度，有效确保了产品的反应温度，提高了产品的质量。

4、本发明的脱水反应装置适于采用装有颗粒状的催化剂作为反应床，可以通过调整冷激气的流量对反应的速度及工艺制备温度进行有效控制，操作简便，脱水效果佳，而且大大提升了效率和产量，有效扩大了系统的制备规模。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的脱水反应装置的结构图。

图2为图1中的A-A向的放大剖视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1、图2所示，本发明提供一种脱水反应装置，其包括一上部带有一进料口5、下部设有一出料口6的筒体1，该筒体1内装盛有若干用于脱水反应的催化剂，为了便于控制反应温度，避免高温下发生分解反应，本发明的筒体1分为上下相连的第一段筒体1a和第二段筒体1b，在两段筒体1之间的筒体段1c内，加设一个温度调节装置2，通过这个温度调节装置2对从第一段筒体1a中经过催化脱水反应后出来的混合物料冷却降温后，再通入第二段筒体1b内继续进行第二次催化脱水反应。这样，既可以使整个催化脱水反应更充分，又很好地避免了温度过高时发生飞温现象，使混合物料变异分解。

为了方便控制反应的温度，本发明的催化剂可以采用颗粒状的分子筛催化剂。以这种固态的催化剂为反应床，既便于控制催化反应的温度，又便于扩大系统工艺生产规模。在第一段筒体1a、第二段筒体1b内均设有一上滤网3及下滤网4，上滤网3及下滤网4的网孔应小于催化剂颗粒直径，这样就可以将催化剂固定于各段筒体1内，且还可以阻止催化剂上溢、下漏。

如图2所示，本发明的温度调节装置2为一气体分布器，该气体分布器由一水平固设于该第一筒体1a与第二筒体1b之间的筒体段1c内的环形圆管2c，及一个与该环形圆管2c相贯通的冷激气进管2a组成的。该环形圆管2c上表面等间隔斜设有若干排气圆孔2d，用于通入在常温下冷激后的甲醇汽，对进入该筒体段1c内的混合物料降温。其中，冷激气进管2a的一端与外部冷激气相通，另一端从环形圆管2c的中部穿过，冷激气进管2a的尾部设有一汽阀开关2b。在环形圆管2c与筒体段1c周壁相固定，两者之间设有若干支撑筋板11。排气圆孔2d的中心线与环形圆管2c所在的水平面成一倾斜角，该倾斜角为大于0度，小于90度。本实施例中排气圆孔2d倾斜角度为45度或30度。排气圆孔2d采用倾斜式开孔，避免了气体分布器排出冷激气时与从第一段筒体1a中排出的脱水反应后的热汽流相遇而堵塞，有效解决了第一段筒体1a脱水反应的热蒸汽的进入与冷激气的排出相矛盾的问题，使两股气流相融，从而对反应起到冷凝移热降温作用，将反应温度有效控制在需要的温度范围内。

如图1所示，为了便于日常检修与清理维护，本发明的第一段筒体1a和第二段筒体1b的上侧均设有一用于检修的人孔7，下侧均设有一用于更换催化剂的手孔8。手孔8还可用于催化剂的流量调节。而为了随时监控本装置筒体1内的脱水反应温度，在第一段筒体1a、第二段筒体1b及二者间的筒体1c侧壁均设有一测温孔10，用于插入温度计对筒体1各段内的反应温度随时监控。此外，为了本装置设备便于吊装，在筒体1上部两侧还可各焊接一吊耳9。

本发明脱水反应装置在气相甲醇脱水制备二甲醚工艺中脱水效果极佳，其反应原理如下：如图1所示，本发明的脱水反应装置的进料口5与系统工艺中的汽化器、热交换器(图中未标示)相连，从热交换器中出来的高温气相甲醇从进料口5输入第一段筒体1a，同时将汽化器的气相甲醇通入温度调节装置2的冷激气进管2a的进气口。高温气相甲醇首先与第一段筒体1a内装盛的分子筛催化剂反应，则得到高温二甲醚气体粗品混合物料，该混合物就会进入第一段筒体1a与第二段筒体1b间的筒体段1c，这时温度调节装置2会输入冷激气，两者均匀混合降温后，再进入第二段筒体1b中继续进行催化脱水反应，最终将得到的物料由出料口6排出。

本发明的脱水反应装置采用可以严格控制一段催化反应和二段催化反应温度的二段筒体1及设于其间的温度调节装置2，从而实现对高温二甲醚气体粗品温度串级调节，并与催化剂充分反应。该装置不仅温控精确、操作简便，脱水效果佳，而且大大提升了系统工艺的效率和产量，有效扩大了系统的制备规模。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种脱水反应装置，其包括一上部带有一进料口、下部设有一出料口的筒体，该筒体内装盛有若干用于脱水反应的催化剂，其特征在于，该筒体包含上下相连的第一段筒体和第二段筒体，该两段筒体间的筒体段内还设有一温度调节装置，用于对脱水反应后的物料冷却降温。

2.如权利要求1所述的反应脱水装置，其特征在于，该催化剂为颗粒状的分子筛催化剂。

3.如权利要求1所述的脱水反应装置，其特征在于，该物料为从第一段筒体中经过催化脱水反应后得到的混合物。

4.如权利要求1所述的脱水反应装置，其特征在于，该第一筒体、第二筒体内均设有一上滤网及下滤网，分别用于阻止该催化剂上溢及下漏。

5.如权利要求1所述的脱水反应装置，其特征在于，该温度调节装置为一气体分布器，该气体分布器包括：

一水平固设于该第一筒体与第二筒体间的筒体段内的环形圆管，该环形圆管上表面等间隔斜设有若干排气圆孔，用于通入冷激气，对进入该筒体段内的物料降温；

一冷激气进管，该冷激气进管的一端与外部冷激气相通，另一端从该环形圆管的中部穿过，并与该环形圆管相贯通。

6.如权利要求5所述的脱水反应装置，其特征在于，该排气圆孔的中心线与环形圆管所在的水平面成一倾斜角，该倾斜角为大于0度，小于90度。

7.如权利要求5所述的脱水反应装置，其特征在于，该冷激气进管的尾部设有一汽阀开关。

8.如权利要求5所述的脱水反应装置，其特征在于，该环形圆管与该筒体间设有若干支撑筋板。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的脱水反应装置，其特征在于，该第一段筒体和第二段筒体的上侧均设有一用于检修的人孔，下侧均设有一用于更换催化剂的手孔。

10.如权利要求9所述的脱水反应装置，其特征在于，该第一段筒体、第二段筒体及二者间的筒体侧壁均设有一用于检测反应温度的测温孔。

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