CN102183132A

CN102183132A - 一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置

Info

Publication number: CN102183132A
Application number: CN2011100565732A
Authority: CN
Inventors: 刘阿龙; 苗纪文; 彭东辉; 韩坤; 俞厚忠; 金江; 韩婕
Original assignee: Shanghai Research Institute of Chemical Industry SRICI
Current assignee: Shanghai Research Institute of Chemical Industry SRICI
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2011-09-14

Abstract

本发明涉及一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，属喷雾干燥设备领域，包括物料罐、蠕动泵、风嘴、雾化器、干燥塔、布袋、气体加热器、电控箱等设备。风嘴内部装有导流板，与现有技术相比，本发明进入塔内的热风分布更加均匀；离心转子进行选择优化后更加适用于MTO催化剂物料雾化；布袋使得产品粉碎率降低；塔内监测元件可以全方位的监控催化剂颗粒的制备过程。该装置可制备出合格的MTO催化剂颗粒，质量磨耗率小于1％/hr，粒度为45～120μm，含水量为5～15％。

Description

一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置

技术领域

本发明涉及喷雾干燥设备领域，尤其是涉及一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置。

背景技术

甲醇制烯烃(Methanol to Olefins，MTO)是指以煤或天然气合成甲醇为原料，借助类似催化裂化装置的流化床反应形式，生产低碳烯烃的化工技术，是最有希望替代石油路线的新工艺。甲醇是用量最大的化学产品之一，可从煤、天然气和固体废物经由合成气(CO+H₂)得到，并且合成气制甲醇工艺已十分成熟。我国一次能源结构的特点是富煤、贫油和少气，从原料来源的丰富性上来讲，MTO工艺对我国具有重要意义。

MTO技术重点主要集中在催化剂的筛选、制备及其再生，MTO催化剂以分子筛为主要活性组分，以氧化铝、氧化硅、硅藻土和高岭土等为载体，在黏结剂和助剂的协同作用下，经加工成型、烘干和焙烧等工艺制成。分子筛的性能、合成工艺、载体性能、助剂的性能和配方以及成型工艺等因素对分子筛催化剂的性能均会产生影响，目前由于离心式喷雾干燥对于料液的处理量大、产品粒度微细且均匀、含水量也较低，MTO催化剂的制备大多采用喷雾干燥法制备。但是目前还没有专门针对MTO催化剂制备的喷雾干燥装置。

因此，为了改进以上传统离心式喷雾干燥装置在制备MTO的过程中出现的问题，本专利通过对相关干燥设备的研究改进，最终开发出一种适用于制备MTO催化剂的干燥装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生MTO催化剂耐磨性好、粒度分布合理、收率高的甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，该装置包括物料罐、蠕动泵、风嘴、雾化器、干燥塔、布袋、气体加热器和电控箱，所述的物料罐经蠕动泵与干燥塔顶部的雾化器连接，所述的风嘴设置在雾化器上，所述的布袋连接在干燥塔的底部，所述的气体加热器与风嘴连接，所述的电控箱设置在干燥塔上。

所述的雾化器上设置有离心转子、物料进口和压缩空气进口，所述的离心转子设在雾化器的底部，采用压缩空气传动方式，转速为20000～25000r/min，喷雾盘直径为30～70mm，所述的物料进口和压缩空气进口设在雾化器的顶部。

所述的离心转子上开有小孔，孔径2.5～4mm，孔数20～40个，可使得雾化颗粒更加细小，雾化形态为球形。

所述的风嘴为锥形风嘴，在锥形风嘴的环形空间中装有8个导流板，导流板与风嘴中环形风道内壁相连，并可调节其与风嘴中轴线的角度，角度范围30°～60°，因此热风分配更加均匀；同时在锥形风嘴低端，由于风道截面缩小，热风将以更大的风速旋转进入干燥塔。

所述的干燥塔的内径为800～1500mm，塔高1800～2500mm，干燥塔在塔内壁垂直方向各均匀布置4个Pt100热电阻和4个湿度计。

所述的离心喷雾四个温度计和四个湿度计。

所述的电控箱内配有分布式控制系统(DCS系统)，实现对现场各种信号的自动采集与控制，可动态显示温度、湿度、风机开停、变频输出和压差信号等，同时绘制各参数历史曲线，自动生成24小时报表，其中热风进口流量范围100～300m³/hr，热风进口温度范围150～300℃，热风出口温度范围100～200℃，进料液流量范围4～10m³/hr；控制箱内离心转子转速测量及控制装置，可调节控制离心转子范围18000～30000r/min。

所述的离心喷雾干燥装置制备的MTO催化剂颗粒采用布袋进行收集，而不使用传统旋风分离器，布袋收集比旋风分离器收集更加安全合理，不会破坏制备出的MTO催化剂颗粒形态，产品合格率高，所述布袋规格为0.5～1.5m³。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

(1)热风分配更加均匀；

(2)料液雾化均匀；

(3)可实时监控整个制备过程；

(4)MTO催化剂产品耐磨性高且粒度分布均匀。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为干燥塔及电控箱的结构示意图；

图3为雾化器的结构示意图；

图4为干燥塔顶部的局部结构示意图；

图5为干燥塔的俯视结构示意图。

其中：1为物料罐、2为蠕动泵、3为风嘴、4为雾化器、5为干燥塔、6为布袋、7为气体加热器、8为电控箱、9为离心转子、10为开孔、11为物料进口、12为压缩空气进口、13为导流板、14为Pt100热电阻、15为湿度计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，该装置包括物料罐1、蠕动泵2、风嘴3、雾化器4、干燥塔5、布袋6、气体加热器7和电控箱8等设备，其结构如图1所示。物料罐1经蠕动泵2与干燥塔5顶部的雾化器4连接，风嘴3设置在雾化器4上，布袋6连接在干燥塔5的底部，气体加热器7与风嘴3连接，电控箱8设置在干燥塔5上。雾化器4的结构如图3所示，在雾化器4上设置有离心转子9、物料进口11和压缩空气进口12，离心转子9设在雾化器4的底部，采用压缩空气传动方式，转速可以为20000～25000r/min，喷雾盘直径为30～70mm，物料进口11和压缩空气进口12设在雾化器4的顶部，在离心转子9上开设有开孔10，开孔10的孔径2.5～4mm，孔数20～40个，干燥塔5的结构如图2、图4、图5所示，干燥塔5的内径为800～1500mm，本实施例采用1000mm，塔高1800～2500mm，本实施例采用1950mm，干燥塔5在塔内壁垂直方向各均匀布置四个Pt100热电阻14和四个湿度计15。干燥塔5的进风口处装的风嘴3为锥形风嘴，内风道为环形，风道内装有8个导流板13，导流板13与风嘴3中环形风道的内壁相连，并可调节其与风嘴中轴线的角度，角度范围为30°～60°，电控箱8内配有分布式控制系统，实现对现场各种信号的自动采集与控制，并将流程动态显示。

图1中在物料罐1中存有MTO催化剂悬浮液，料液粘度2200cp，含水率55％，60℃的料液以7.2kg/hr的流量经蠕动泵2进入离心雾化器4雾化喷出，0.2MPa的压缩空气经由减压阀推动离心雾化器4高速旋转，转速为25000r/min。与此同时外界空气以140m³/hr的流量经气体加热器7加热至180℃后进入锥形的风嘴3，加速后进入干燥塔5。此时雾化后的MTO催化剂液滴与热空气在风嘴3下方进行充分传热和传质。在干燥塔5的底部，传热和传质完成后的颗粒经由塔底出口进入布袋6，本发明不使用传统旋风分离器收集产物，布袋收集比旋风分离器收集更加安全合理，不会破坏制备出的MTO催化剂颗粒形态，产品合格率高，布袋6规格可以为0.5～1.5m³。

图3中离心雾化器4的孔径4mm，孔数24个；图5中锥形风嘴内的导流板倾斜度(与锥形风嘴轴线夹角)30°。

整个过程中，图2的电控箱8对安装在干燥塔5上的温度传感器Pt100热电阻14、湿度传感器15以及其它辅助设备传感器进行监测。

由此制备的MTO催化剂磨耗比0.9％/hr，含水量为8.9％，平均粒度60.72μm，收率高达95％。

实施例2

甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置由物料罐、蠕动泵、风嘴、雾化器、干燥塔、布袋、气体加热器和电控箱等设备组成。物料罐中存有MTO催化剂悬浮液，料液粘度1200cp，含水率60％，40℃的料液以7.2kg/hr的流量经蠕动泵进入离心雾化器雾化喷出，0.2MPa的压缩空气经由减压阀推动离心雾化器高速旋转，转速为25000r/min。与此同时外界空气以160m³/hr的流量经气体加热器加热至200℃后进入锥形风嘴，加速后进入干燥塔。此时雾化后的MTO催化剂载体液滴与热空气在锥形风嘴下方进行充分的传热和传质。在干燥塔的底部，传热和传质完成后的颗粒经由塔底出口进入布袋。离心雾化器的孔径3.5mm，孔数30个；锥形风嘴内的导流板倾斜度(与锥形风嘴轴线夹角)30°。整个过程中，电控箱对安装在干燥塔上的温度传感器、湿度传感器以及其它辅助设备传感器进行监测。由此生产的MTO催化剂磨耗比0.8％/hr，含水量为8.65％，平均粒度52.17μm，收率达94％。

Claims

1.一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，其特征在于，该装置包括物料罐(1)、蠕动泵(2)、风嘴(3)、雾化器(4)、干燥塔(5)、布袋(6)、气体加热器(7)及电控箱(8)，所述的物料罐(1)经蠕动泵(2)与干燥塔(5)顶部的雾化器(4)连接，所述的风嘴(3)设置在雾化器(4)上，所述的布袋(6)连接在干燥塔(5)的底部，所述的气体加热器(7)与风嘴(3)连接，所述的电控箱(8)设置在干燥塔(5)上。

2.根据权利要求1所述的一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，其特征在于，所述的雾化器(4)上设置有离心转子(9)、物料进口(11)和压缩空气进口(12)，所述的离心转子(9)设在雾化器(4)的底部，采用压缩空气传动方式，转速为20000～25000r/min，喷雾盘直径为30～70mm，所述的物料进口(11)和压缩空气进口(12)设在雾化器(4)的顶部。

3.根据权利要求2所述的一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，其特征在于，所述的离心转子(9)上开有小孔(10)，孔径2.5～4mm，孔数20～40个。

4.根据权利要求1所述的一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，其特征在于，所述的干燥塔(5)的内径为800～1500mm，塔高1800～2500mm，干燥塔(5)在塔内壁垂直方向各均匀布置4个Pt100热电阻(14)和4个湿度计(15)。

5.根据权利要求1所述的一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，其特征在于，所述的干燥塔(5)的进风口处装有风嘴(3)，该风嘴(3)为锥形风嘴，内风道为环形，风道内装有8个导流板(13)，导流板(13)与风嘴(3)中环形风道的内壁相连，并可调节其与风嘴中轴线的角度，角度范围为30°～60°。

6.根据权利要求1所述的一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，其特征在于，所述的布袋(6)收集干燥后的物料。

7.根据权利要求1所述的一种甲醛制烯烃催化剂用离心喷雾干燥装置，其特征在于，所述的电控箱(8)内配有分布式控制系统，实现对现场各种信号的自动采集与控制，并将流程动态显示。