CN1724137A

CN1724137A - 银催化剂反应管的卸料方法及其装置

Info

Publication number: CN1724137A
Application number: CNA2005100842265A
Authority: CN
Inventors: 杨文通; 林卫华; 刘强; 刘志峰
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2005-07-18
Filing date: 2005-07-18
Publication date: 2006-01-25

Abstract

银催化剂反应管的卸料方法及其装置，应用于石化企业催化剂反应设备的卸料。这种方法是一种在催化剂反应管中通入高压气体，在反应管顶部加装抽吸设备，将高压气体冲力和抽吸设备的抽吸作用配合来将银催化剂带出反应管送到过滤回收装置的卸料方法。根据此方法本发明设计的卸料装置主要由依次连接的高压气泵(1)、高压气体输送管(2)、气阀(3)、高压气管(4)，以及设置在催化剂反应管(6)顶部管口处相互连接的回收过滤装置(10)、抽吸设备(11)组成；其中，高压气管的另一端插入催化剂反应管中向其输送高压气体，催化剂反应管、回收过滤装置、抽吸设备之间串连并密闭连接。本发明简单易行，卸料效率高，有利用催化剂的回收再利用。

Description

银催化剂反应管的卸料方法及其装置

技术领域

本发明应用于石化企业的催化剂反应设备的卸料，属化工机械领域。

背景技术

环氧乙烷(EO)是重要的石油化工原料，环氧乙烷(EO)主要用于生产乙二醇(EG)，历年来约耗用世界环氧乙烷(EO)总量的60％以上。EG主要用于生产聚酷和汽车防冻液。目前世界上的EO全部用银催化剂进行乙烯直接氧化法生产。

环氧乙烷反应罐简图如附图图5所示，环氧乙烷反应罐15中装有上下两层管板17，将催化剂反应管6焊接在两层管板17之间，催化剂使用寿命为2年左右，当其失效时，卸料工人由人孔16进入反应罐进行人工卸料。人工卸料工作效率低，设备停工期长，以燕山石化为例，全套设备约装50吨催化剂，卸料需要约1周，这对企业来说，停工时间太长；另外人工卸料不利于催化剂颗粒的回收，经济损失很大。同时工人的劳动强度大，环境恶劣，现场粉尘污染大，催化剂中含有贵金属银，大量吸取严重损害工人的身体。

研制和开发高效的催化剂卸料装置，可以减少催化剂卸料时间，提高企业经济效益，提高工业自动化水平，减轻工人的劳动强度，减少催化剂的损失，有利于催化剂的回收再利用，具有较好的经济效益。

国内其他石化企业也在研究这一问题，但是目前为止都还没有取得理想的效果，提出一套成熟的技术理论。催化剂卸料还主要停留在人工阶段。人工卸料方法是工人在设备下方，用柔性钢丝由下往上捅。催化剂松动后由于自重自动从反应管中落下。该方法效率低，效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于银催化剂反应管的卸料方法以及利用这种方法所设计的卸料装置，用来提高银催化剂反应管的卸料的效率，并实现催化剂的回收再利用。

本发明提供的银催化剂反应管的卸料方法，它是一种在催化剂反应管中通入高压气体，在反应管顶部加装抽吸设备，将高压气体冲力和抽吸设备的抽吸作用配合来将银催化剂带出反应管送到过滤回收装置的卸料方法，其具体步骤为：

1)启动产生高压气体的设备，等气罐充满气后，启动抽吸设备；然后打开气阀，高压气体通过高压气管就被连续不断地送入催化剂反应管中。通入的高压气体压力为4～10MPa，风量为0.20～0.37m³/min，抽吸设备的抽风量大于高压气体风量。催化剂反应管中顶层的催化剂及其载体颗粒就被气体从接头的接口处带出，经过风管被输送到回收过滤装置中。

2)不断地将高压气管缓缓往里插入催化剂反应管，反应管中表层的催化剂及其载体颗粒就被不断地带出反应管，当高压气管到达催化剂反应管底部时，催化剂及其载体颗粒就被完全带出反应管，这样就完成了一根催化剂反应管的卸料。

3)重复上述过程，直至整个催化剂反应炉中的反应管都卸料完毕。

本发明所采用的银催化剂卸反应管的卸料方法，其设计原理为：本发明在银催化剂反应管中通入高压气体同管道清洗领域中的高压水射流清洗技术的原理。高压水射流清洗技术是通过专用设备使水压升至147MPa，形成强力水射流，对被清洗设备或管道内的堵塞物和污垢进行切削、破碎、挤压、冲刷达到清洗的目的。它适用于长距离管线、U型管线等，具有清洗能力强，速度快的特点。由于银催化剂及催化剂载体不允许与液体水发生接触，所以该方法不适用于银催化剂反应管的卸料。将高压气体通过高压管从上方通入催化剂反应管中可以产生很大的冲力，将催化剂及其载体固结部分疏松。同时高压气体和催化剂及其载体接触后反向，向上运动，这时将产生一个向上的搬运力。催化剂及其载体在这个力的作用下向上运动。高压气体的压力和流量越大，产生的搬运力也就越大，理论情况下只要高压气体的压力和流量足够大时一定可以将10m长的催化剂反应管中的催化剂及其载体全部带出反应管。但是随着催化剂反应管管长的增加，气体的搬运力迅速下降，实验表明使用最大理论气流量为0.25m³/min，最大出口压力为8MPa的高压泵提供高压气体时，只能带出不到半米深的催化剂颗粒。如果要将长10m的反应管中的催化剂颗粒全部带出，所需的高压气体的压力和流量都将是一个非常庞大的数值，现有设备将很难满足要求。所以本发明在催化剂反应管的顶部加装一套抽吸设备与高压气泵配合使用，在该设备的抽吸作用下，在管内高压气体出口和管口之间将产生一个压力差，气体在压力差的作用下，产生流动从而产生对催化剂颗粒的搬运力，将催化剂及其载体搬运出反应管。将带有催化剂颗粒的混合气体通过管路输送到回收过滤装置，这样就可以实现催化剂的回收利用。

根据本发明的银催化剂反应管的卸料方法所设计的卸料装置，其具体构成为：主要由依次连接的高压气泵1、高压气体输送管2、气阀3、高压气管4，以及设置在催化剂反应管6顶部管口处依次连接的回收过滤装置10、抽吸设备11组成；其中，高压气管4的另一端插入催化剂反应管中向其输送高压气体，催化剂反应管6、回收过滤装置10、抽吸设备11之间串连并密闭连接。

在催化剂反应管6顶部管口设置带有三个接口的接头5，三个接口分别与催化剂反应管6、高压气管4、与回收过滤装置连接的风管9相连。

所述的抽吸设备11、回收过滤装置10为独立的或者一体的装置。当抽吸设备与回收过滤装置10分别独立时，通过风管互相连接，在回收过滤装置10与出气端的风管连接的处设置有过滤网。

为了集中气流，增强高压气体对催化剂及其载体颗粒的冲击力，可在高压气管的出口处安装一喷嘴7。

采用本发明的银催化剂反应管的卸料方法及其装置可以减少催化剂卸料时间，提高企业经济效益，提高工业自动化水平，减轻工人的劳动强度，减少催化剂的损失，有利于催化剂的回收再利用，具有较好的经济效益。

附图说明

图1本发明的银催化剂反应管的卸料装置连接示意图；

图2本发明实施例中采用的卸料装置的连接示意图；

图3喷嘴的具体结构示意图；

图4接头的具体结构示意图；

图5环氧乙烷反应罐简图。

图中，1—高压气泵，2—高压气输送管，3—气阀，4—高压气管，5—接头，6—催化剂反应管，7—喷嘴，8—催化剂及其载体颗粒，9—风管，10—回收过滤装置，11—抽吸设备，12—接头接口一，13—接头接口二，14—接头接口三，15—环氧乙烷反应罐，16—人孔，17—管板。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明属于本发明的一个实施例：

本实施例具体结构参见图2，所采用的装置具体如下：

1.高压气泵1台，最大理论气流量为0.25m³/min，最大出口压力为8MPa，由它提供连续不断的高压气体；

2.高压气输送管2采用Φ8×12mm聚乙烯管，长20m；

3.插入催化剂反应管中的高压气管4采用Φ5×8mm聚乙烯管1根，长10m；

4.银催化剂反应管6为外径Φ34mm，内径Φ28mm，长10m的钢管；

5.采用集抽吸和回收两种功能的吸尘器1台，型号CB60-2，作为抽吸设备和回收过滤装置；

6.采用普通气阀1个，用于控制高压气体的通断；

7.采用市售的快速接口若干，用于高压气管的连接；

8.在高压气管4气体出口处安装喷嘴7，其结构参见图3。

9.具有三个接口的接头5，如图4所示。

利用本装置，进行卸料的具体步骤如下：

1.如图2所示，连接实验设备。将高压气泵和气阀用Φ8×12mm聚乙烯管连接起来，气阀的另外一边和Φ5×8mm聚乙烯管相连，Φ5×8mm聚乙烯管的另一端通过图4所示接头的接口一12插入银催化剂反应管中，端头装上喷嘴，将接头的接口三14与催化剂反应管连接并密封，最后接头的接口二13与吸尘器自带的软管相连，由于高压气泵噪音大，振动也大，将它放置在反应罐外面，这样就完成了银催化剂卸料方法实验设备的安装连接；

2.启动高压气泵，给气泵自带的储气罐充满气体；

3.启动吸尘器；

4.打开气阀的阀门，开始向催化剂反应管通入高压气；

5.控制Φ5×8mm聚乙烯管缓缓向下运动，直至到达催化剂反应管的底部；

6.关闭气阀阀门，关闭吸尘器，将Φ5×8mm聚乙烯管抽出催化剂反应管，断开接头和反应管的连接，完成1根催化剂反应管的卸料。

高压气泵提供持续的高压气体，经由8×12rnm聚乙烯管与气阀相连，由气阀控制高压气的通断；连接上5×8mm聚乙烯管，将该聚乙烯管通过接头5上的Φ8mm孔插入反应管中，高压气体就被输送进入银催化剂反应管；在高压气的作用下，喷嘴周围的催化剂及其载体颗粒疏松浮动起来；接头5与吸尘器相连，在吸尘器的作用下，接头和反应管的连接部分产生负压，这样在反应管管口和通入反应管的喷嘴之间就产生了一个压力差；在这个压力差的作用下，管内气体产生流动；从而产生了一个向上的搬运力，在这个搬运力的作用下催化剂及其载体颗粒被带出反应管，进入吸尘器。这样就完成了银催化剂反应管的卸料，并实现了催化剂的回收利用。

利用本装置对反应管进行卸料的实验结果如表1所示：

表1

实验次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	第6次	平均
实验次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次	第6次	平均	卸料时间单位(秒)	224	188	192	179	210	198	198.5

通过对本实施例的装置进行卸料实验，证明了本发明方法的可行性，它大大缩短了银催化剂反应管的卸料时间，提高了工作效率，减轻了工人的劳动强度，具有良好的经济价值。

Claims

1、银催化剂反应管的卸料方法，其特征在于：它是一种在催化剂反应管中通入高压气体，在反应管顶部加装抽吸设备，将高压气体冲力和抽吸设备的抽吸作用配合来将银催化剂带出反应管送到过滤回收装置的卸料方法；通入的高压气体压力为4～10MPa，风量为0.20～0.37m³/min，抽吸设备的抽风量大于高压气体风量。

2、根据权利要求1所述的银催化剂反应管的卸料方法，其特征在于：具体步骤如下：

1)启动产生高压气体的设备，利用气阀阻挡高压气体的输出，等产生高压气体的设备的储气罐充满气后，启动抽吸设备，然后打开气阀；

2)不断地将高压气管缓缓往里插入催化剂反应管，使反应管中表层的催化剂及其载体颗粒被不断地带出反应管，直到高压气管到达催化剂反应管底部；

3、根据权利要求1所述的银催化剂反应管的卸料方法设计的卸料装置，其特征在于：主要由依次连接的高压气泵(1)、高压气体输送管(2)、气阀(3)、高压气管(4)，以及设置在催化剂反应管(6)顶部管口处并依次连接的回收过滤装置(10)、抽吸设备(11)组成；其中，高压气管(4)的另一端插入催化剂反应管(6)中向其输送高压气体，催化剂反应管(6)、回收过滤装置(10)、抽吸设备(11)之间串连并密闭连接。

4、根据权利要求3所述的卸料装置，其特征在于：催化剂反应管(6)与抽吸设备(11)之间用风管(9)连接。

5、根据权利要求3或4所述的卸料装置，其特征在于：在催化剂反应管(6)顶部管口设置带有三个接口的接头(5)，三个接口分别与催化剂反应管(6)、高压气管(4)和风管(9)相连。

6、根据权利要求3所述的卸料装置，其特征在于：所述的抽吸设备(11)、回收过滤装置(10)为独立的或者一体的装置。

7、根据权利要求6所述的卸料装置，其特征在于：当抽吸设备与回收过滤装置(10)独立时，通过风管互相连接，在回收过滤装置(10)与出气端的风管连接处设置有过滤网。

8、根据权利要求3所述的卸料装置，其特征在于：在高压气管(4)的出口处安装喷嘴(7)。