催化精餾技術及應用

作者：浙江創(chuàng)興化工設備有限公司來源：http://enzhibo.com 更新時間：2022-7-18 9:40:03 點擊次數(shù)：

催化精餾是將固體催化劑以適當形式裝填于精餾塔內，使催化反應和精餾分離在同一個塔中連續(xù)進行，是借助分離與反應的耦合來強化反應與分離的一種新工藝。由于催化劑固定在精餾塔中，所以它起到了催化和促進氣液熱質傳遞的作用。與傳統(tǒng)反應和分離單獨進行的過程相比，催化精餾具有投資少、操作費用低、節(jié)能、收率高等特點，日益受到人們的重視，其研究與應用日趨廣泛。

1 催化精餾催化劑裝填技術

由于催化精餾過程中，催化劑起到催化和促進氣液熱質傳遞的作用，所以不僅要求催化劑結構有較高的催化效率，同時又要有較好的分離效果。目前，用于催化精餾的催化劑主要是離子交換樹脂和分子篩等，催化劑必須采取特殊的裝填方式，滿足反應和精餾的基本要求。肖劍等圓將催化劑裝填方式分為兩類，即固定床式和規(guī)整填料式，這兩類裝填方式中均有成功的應用實例。

規(guī)整填料型催化劑裝填方式更適宜于精餾操作，氣液接觸好，塔內不需要特殊構件，催化劑利用率高。但這種裝填方式中的催化劑更換困難，需要停車后人工進塔更換。Sulzer公司采用新型催化精餾填料是Katpak型填料，有流體力學性能測試和熱模實驗的研究報道。反應段采用特殊的催化劑裝填方式，一般有3種方式：

1) 將粒狀催化劑與惰性填料混裝，該法的優(yōu)點是催化劑裝卸方便，但細顆粒催化劑堆放在塔內導致上升蒸汽阻力過大。

2)將粒狀催化劑置于多孔容器中形成催化劑構件，多孔容器可以是尼龍絲等編織物，也可以是鋁、不銹鋼等材料的絲網(wǎng)。這種催化劑構件又必須和彈性構件相連形成催化精餾元件，并具有較大的開孔空間。這種放置方式應用較廣，但因催化劑置于多孔容器中，擴散對反應有一定的影響，且構件復雜。

3)催化劑顆粒放入金屬波紋絲網(wǎng)或平板絲網(wǎng)的夾層以及多孔板框的夾層中。這種放置方式傳質效果好，但裝卸麻煩。

板式塔一般有兩種催化劑裝入方式：

1)在板式塔外部設置反應器，使塔板與反應器耦合，不影響塔板上氣液通道，但這種操作方式比較復雜。

2)催化劑放入降液管中。一種方法為催化劑捆束放于常規(guī)降液管中，該法可能影響液相通道，使降液管里液體不能

順暢流下。另一種方法是塔板上均勻分布著許多圓形下端封死的多孔降液管，催化劑放入各個降液管中。這種方法的缺點是降液管數(shù)多，檢修不便。

由于采用長的截面積較小的圓形降液管，降液管內液體不易更新，影響反應。為克服催化劑構件內傳質困難這一缺陷，有人提出了一種懸浮床催化精餾的新方法。該法將懸浮床催化反應與精餾分離耦合而成，

在反應段中催化劑受上升蒸汽的攪動作用而在液相中保持懸浮分散狀態(tài)，大大提高了液固傳質和反應速率。廖安平等開開發(fā)了流化催化精餾以解決填裝方式問題，這樣就可使用細顆粒高效催化劑，但同時也有缺點，如催化劑的循環(huán)沉降問題。