CN104896899A - 一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机及干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械工程中的干燥装置技术领域，具体是一种带式干燥机及干燥方法，特别适用于丁烯齐聚反应、丙烯齐聚反应和苯丙烯烃化反应的固体磷酸催化剂工业化制备的带式干燥机。物料输送层连接变频调速机，干燥机为全封闭结构，内腔底部壁面满焊，在转角处通过圆角过度。催化剂颗粒在干燥机内由上至下下落运动，湿料与外部的干料交替混合达到均质效果。热风通过循环风机排出循环风并经导热油加热器不断循环吹送，穿透物料层，列管式加热器补充循环风的热量损失，穿透后的低温热风再次通过导热油加热器，进行二次循环，物料在设备中经恒温热风加热再次干燥，定时完成干燥，进入下一工序。本发明实现了操作自动化，大大提高了干燥均匀性和生产效益。

Description

一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机及干燥方法

[技术领域]

本发明涉及机械工程中的干燥装置技术领域，具体是特别适用于丁烯齐聚反应、丙烯齐聚反应和苯丙烯烃化反应的固体磷酸催化剂工业化制备的带式干燥机及其干燥方法。

[背景技术]

自二十世纪三十年代美国UOP公司首创固体磷酸催化剂用于烯烃叠合以来，至今从丙烯出发生产它的三聚体和四聚体仍采用这种催化剂。UOP公司的商品SPA-1、SPA-2和SPA-5，已有70年工业应用历史，世界上有300套以上工业装置长期使用UOP公司的SPAC。然而由于固体磷酸催化剂易泥化导致催化剂寿命不长的弊病始终存在，人们在研究这种催化剂的活性结构和开发新载体的同时，特别注意制备工艺的创新和改进。

我国有丰富的齐聚原料来源，炼油厂和石油化工厂联产大量低碳烯烃(丙烯和丁烯)，2013年C4馏分总产量达到11.5×10⁷t，是丰富的丁烯齐聚原料；此外，从油田和气田分离出的液化气，主要是C4，所含C4烷烃，经脱氢也是齐聚的优良原料。目前我国C4除用作燃料外，化工利用约占41％。低碳烯烃经过齐聚(或者叠合)获得的液相齐聚产物主要是碳数在6～16范围的烯烃，是多种高附加值化学品的中间体，也是高效的汽油高辛烷值调和组份；

我国汽油辛烷值缺口越来越大，截至2014年底我国原油加工量为4.88亿吨，总能力据世界第二位，占世界炼油能力的13％；我国2014年成品油(汽油、柴油、煤油)产量达到3.06亿吨，其中汽油产量10420万吨、柴油产量17450万吨、煤油产量为2735万吨。齐聚物属于高辛烷值烯烃，添加到加氢脱硫、降烯烃获得的汽油中具有“双效辛烷值增效作用”，调和辛烷值RON达到105以上。随着清洁化进程和汽油标号的提高，汽油辛烷值的缺口将越来越大，这种增效作用越来越受到重视；

齐聚催化剂有均相和多相两类。硫酸、磷酸之类为均相催化剂，虽然有反应速率高和转化率高等优点，但是产物分离困难且有大量废液需要处理等问题；多相齐聚催化剂主要包括：沸石型固体酸催化剂、非沸石型固体酸催化剂和其他负载型催化剂。负载型齐聚催化剂大致可归为3类：一是以铁、镍为代表的负载金属齐聚催化剂；另一类是以BF3为代表的负载Lewis酸或超强酸齐聚催化剂。第三类是工业应用最为广泛的固体磷酸催化剂(SPAC)。目前国内没有性能稳定的商品固体磷酸催化剂供应，迫切需要建设拥有自主知识产权的工业生产装置。

在固体磷酸催化剂的制备过程中需要对催化剂进行干燥处理。传统技术中的干燥箱内部没有自动化输送结构，在使用时需要将干燥箱打开，人工放入物料，再进行干燥，干燥完成后再人工取出，整个干燥过程需要几个人员监管操作，耗时耗力。

现有技术中还有一些带式的具有输送机构的干燥机，如公开号为103372929A的干燥机，包括进料箱、主机箱、翻料箱以及出料箱，前述各箱体内部设置输送网，主机箱的一侧边连通有安装散热器加热箱，主机箱及加热箱的顶部安装离心风机，离心风机分别与加热箱以及主机箱连通，主机箱的另一侧边连接吸风机。又如公开号为102679699B的一种带式流化干燥机，包括壳体、热风输送装置、集尘设备和引风机，壳体内水平设有网带输送单元，网带输送单元包括上层网带和下带网带，上层网带和下层网带长度方向的表面均匀等距固定设有若干扒料板，下层网带的下方平行设有用于承接上层网带传输落料的多孔物料板，多孔物料板与壳体固定，扒料板将多孔物料板上的物料分隔成若干独立的物料干燥单元，通过调整向上穿透多孔物料板的热风风量使每个物料干燥单元的物料处于沸腾的流化干燥状态，每个物料干燥单元的物料在干燥过程中随扒料板的推进向前输送。但是这类干燥机自动化不够完善，一些参数不可控制，造成干燥程度不符合要求等技术问题。

[发明内容]

本发明的目的就是为了解决现有技术中干燥机自动化程度低等不足和缺陷，提供一种结构新颖、安全可靠、生产效率高用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，包括进风风机、循环风机、传动电机、排湿风机、分料器、加料斗、热交换器，所述的加料斗连接物料输送层，循环风机连接循环风管，其特征在于每层物料输送层连接不同的变频调速机，所述的干燥机为全封闭结构，干燥机内腔底部壁面满焊，并在干燥机内腔的转角处通过圆角过度。

热交换器的进风口处加设过滤网，热交换器出口上设有分风调节阀，循环风管的若干个热风出风口分别置于干燥机内腔顶部的中部。

物料输送层包括传动链轮，传动链轮连接传动电机，传动链轮上设有输送网带，输送网带底部安置列管式热交换器，所述的列管式热交换器连接干燥机外部的导热油锅炉，导热油锅炉通过泵将热油输送至列管式热交换器，导热油锅炉上设有电动温控阀从而自动控制导热油流量进而来控制干燥机内的干燥温度。

物料输送层为多层，每层温度、干燥时间均可控，且有有数字显示。

干燥机内设有均风板。

进风风机、循环风机、传动电机、排湿风机的进风口均装有过滤器。

进风风机、循环风机、传动电机、排湿风机的机箱体采用全焊接框架，内部封面为不锈钢板，外部封面为冷轧板。

循环风机、排湿风机的为带变频的离心风机。

干燥机整体采用碳钢组合材质制作而成。

干燥机一侧设有手拉式保温检修门。

本发明还包括上述带式干燥机的干燥方法，其通过分料器将待干燥物料放入加料斗中，由输送网带将物料传送至干燥机内部，同时催化剂颗粒通过连续的输送带将物料送进多层干燥机内，催化剂颗粒在多层带式干燥机匀速运动，由上至下下落运动，夹在物料层中部的湿料与外部的干料交替混合，达到均质效果，干燥过程中，热风通过循环风机在设备内强制循环，循环风经导热油加热器不断循环吹送，穿透物料层，每一层输送带下安置列管式加热器，补充循环风吹过每测个物料层后的热量损失，穿透后的低温热风再次通过导热油加热器，进行二次循环，物料在设备中经恒温热风加热再次反应，定时完成干燥，进入下一流程，最后从出料口出料，设备顶部的排湿风机不停工作，定量排放含湿热风，排放量为可调的总循环5％～50％风量。

本发明同现有技术相比，其优点在于：

1.本发明的内部结构设计合理，热风自下而上和自上而下交叉穿过物料,增大了物料与热空气的接触面积,提高了干燥效率。

2.整台设备的材质采用符合高温要求的碳钢组合材质进行制作，内腔底部满焊，圆角过度，使得带机在工作状态中与外界无窜风现象，并且确保设备清洗方便，设备内部无积水现象，保证了每次烘干物料的洁净度。

3.采用全封闭结构,除了排湿风管和循环风管外,再没有外风管,从而保证物料不受污染,提高热效率,改善工作条件。

4.采用独特的内部送风装置,既提高了物料与热空气的相对速度,提高干燥速度,又保证物料干燥均匀一致。

5.热风进口分置于中间,并在热交换器的进风口出加设特制的过滤网，不但过滤了循环风内的细粉及杂物，并且保证了热交换器内部的洁净；同时还在设备的一侧开有手拉式保温检修门,可以容易地接触到干燥机的所有部件,便于检修，方便清洁。

6.本机组中干燥机可设计为多层。温度可通过分风调节阀控制，并且每层均有数字显示，设备的可操作性大大提高。

7.网带速度采用变频调速,可有效地控制物料要求。

8.所有进风口均装有过滤器，保证进风洁净。主机箱体采用全焊接框架，内部封面为不锈钢板，外部封面为冷轧板。

9.所有循环和排湿风机为离心风机，其能耗低、压头大，热风穿透率高。

[附图说明]

图1是本发明实施例的整体结构剖面示意图；

图2是本发明实施例的传动电机和进风风机部分结构示意图；

图3是本发明实施例的局部剖面结构示意图；

图4是图3的A-A向剖视图；

如图所示，图中：1.加料斗2.传动链轮3.循环风管4.网带5.进风风机6.排湿口7.均风板8.传动电机9.分料器10.排式风机11.热电阻12.内壁满焊13.0.55kw轴流风机14.电磁阀15.疏水阀a.蒸汽；

指定图1为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明为一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，如图1所示，其通过分料器将待干燥物料即催化剂放入加料斗中，由输送网带将物料传送至干燥机内部，催化剂颗粒在多层带式干燥机匀速运动，由上至下下落运动，夹在物料层中部的湿料与外部的干料交替混合，达到均质效果。

干燥过程中，热风通过循环风机在设备内强制循环，循环风经导热油加热器不断循环吹送，穿透物料层。输送网带通过底部的传动链轮进行传动，输送网带连接变频电机，由变频电机控制输送网带的传动速度，由此控制物料在干燥机内的干燥时间。在输送网带的下方设有列管式加热器，补充循环风吹过每测个物料层后的热量损失。穿透后的低温热风再次通过导热油加热器，进行二次循环。列管式加热器连接设在干燥机外部的导热油锅炉，导热油锅炉通过泵将热油输送至列管式加热器，导热油锅炉上设有电动温控阀可对温度进行调控。物料在设备中经恒温热风加热再次反应，定时完成干燥，进入下一流程。设备顶部的排湿风机不停工作，定量排放含湿热风，排放量为可调的总循环5％～50％风量。

输送网带为多层结构，图1为三层结构的实施例示意图，每层输送网带均连接不同的变频电机，从而可对每层输送网带的速度分别控制。最高层的输送网带具有升温段和湿热段，提高干燥效果，物料自第一层即最高层输送网带依次掉至第二、第三层输送网带继续干燥，最后从出料口出料。

热交换器的进风口处加设过滤网，热交换器上设有分风调节阀，热交换器的若干个热风出风口分别置于干燥机内腔顶部的中部，干燥机内还设有均风板，热风自下而上和自上而下交叉穿过物料,增大了物料与热空气的接触面积,提高了干燥速度。

整台设备的材质采用符合高温要求的碳钢组合材质进行制作，且干燥机为全封闭结构，干燥机内腔底部壁面满焊，并在干燥机内腔的转角处通过圆角过度。使得带机在工作状态中与外界无窜风现象，并且确保设备清洗方便，设备内部无积水现象。且进风风机、循环风机、传动电机、排湿风机的进风口均装有过滤器，保证了每次干燥物料的洁净度。

Claims (10)

1.一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，包括进风风机(5)、循环风机、传动电机(8)、排湿风机(10)、分料器(9)、加料斗(1)、热交换器，所述的加料斗(1)连接物料输送层，循环风机连接循环风管(3)，其特征在于每层物料输送层连接不同的变频调速机，所述的干燥机为全封闭结构，干燥机内腔底部壁面满焊，并在干燥机内腔的转角处通过圆角过度。

2.如权利要求1所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于所述的热交换器的进风口处加设过滤网，热交换器出口上设有分风调节阀，循环风管的若干个热风出风口分别置于干燥机内腔顶部的中部。

3.如权利要求1所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于所述的物料输送层包括传动链轮(2)，传动链轮(2)连接传动电机(8)，传动链轮(2)上设有输送网带(4)，输送网带(4)底部安置列管式加热器，所述的列管式加热器连接干燥机外部的导热油锅炉，导热油锅炉通过泵将热油输送至列管式加热器，导热油锅炉上设有电动温控阀从而自动控制导热油流量进而来控制干燥机内的干燥温度。

4.如权利要求3所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于所述的物料输送层为多层，每层温度、干燥时间均可控，且有有数字显示。

5.如权利要求1所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于所述的干燥机内设有均风板(7)。

6.如权利要求1所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于所述的进风风机(5)、循环风机、传动电机(8)、排湿风机(10)的进风口均装有过滤器。

7.如权利要求6所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于进风风机(5)、循环风机、传动电机(8)、排湿风机(10)的机箱体采用全焊接框架，内部封面为不锈钢板，外部封面为冷轧板，所述的干燥机整体采用碳钢组合材质制作而成。

8.如权利要求6或7所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于所述的循环风机、排湿风机(10)的为带变频的离心风机。

9.如权利要求1所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机，其特征在于所述的干燥机一侧设有手拉式保温检修门。

10.一种采用如权利要求1所述的一种用于固体磷酸催化剂制备的带式干燥机的干燥方法，其特征在于通过分料器(9)将待干燥物料放入加料斗(1)中，由输送网带(4)将物料传送至干燥机内部，同时催化剂颗粒通过连续的输送带将物料送进多层干燥机内，催化剂颗粒在多层带式干燥机匀速运动，由上至下下落运动，夹在物料层中部的湿料与外部的干料交替混合，达到均质效果，干燥过程中，热风通过循环风机在设备内强制循环，循环风经导热油加热器不断循环吹送，穿透物料层，每一层输送带下安置列管式加热器，补充循环风吹过每测个物料层后的热量损失，穿透后的低温热风再次通过导热油加热器，进行二次循环，物料在设备中经恒温热风加热再次反应，定时完成干燥，进入下一工序，最后从出料口出料，设备顶部的排湿风机(10)不停工作，定量排放含湿热风，排放量为可调的总循环5％～50％风量。