本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備裝備制造領(lǐng)域，尤其涉及一種乙炔加氫制乙烯三相流化床的氣體除沫器。

背景技術(shù)：

隨著石油資源日益枯竭，發(fā)展煤化工為原料的化工過(guò)程成為替代石油化工路線的重要過(guò)程，得到廣泛關(guān)注，并取得快速發(fā)展。

在煤化工技術(shù)中，以煤為原料通過(guò)電石工藝制取乙炔，已廣泛應(yīng)用，以乙炔為原料，在選擇性加氫催化劑作用下，通過(guò)加氫制備乙烯產(chǎn)品，可進(jìn)一步拓展煤化工路線。且近些年來(lái)乙炔主要的下游產(chǎn)品聚氯乙烯(PVC)已經(jīng)供大于求，PVC產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)不高，急需拓展乙炔下游產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈。

乙烯是石油化工中最重要的基礎(chǔ)原料，被稱為“石化工業(yè)之母”。廣泛用于塑料、潤(rùn)滑油、聚合物以及一些中間體，目前主要由石油或低碳烷烴通過(guò)裂解制取。乙烯下游產(chǎn)品如乙二醇，丁二醇、丙烯酸、聚乙烯醇等也有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，開(kāi)發(fā)乙炔加氫制乙烯的新工藝技術(shù)可以為乙烯工業(yè)提供一種新原料來(lái)源，并降低乙烯對(duì)石油資源的依賴程度及乙烯生產(chǎn)成本，具有廣闊的應(yīng)用前景。

乙炔選擇加氫制乙烯工藝核心設(shè)備是三相流化床加氫反應(yīng)器，因?yàn)橐胰布託涫欠磻?yīng)放熱量很大的催化反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)生成氣體溫度較高，在離開(kāi)三相流化床時(shí)會(huì)夾帶液體霧沫，而且該三相流化床中乙炔的轉(zhuǎn)化率最高只能達(dá)到97％，在反應(yīng)產(chǎn)物中會(huì)有大量乙烯、少量乙烷與微量乙炔，該三種氣態(tài)物質(zhì)中乙炔與乙烷、乙烯很難分離，會(huì)影響目的產(chǎn)物的純度，影響產(chǎn)品應(yīng)用范圍。工業(yè)上一般采取前加氫工藝，重新設(shè)置一臺(tái)乙炔選擇性加氫固定床裝置消除微量的乙炔，滿足工業(yè)上聚合級(jí)乙烯原料要求。

在三相流化床反應(yīng)器中，氣體除沫器是乙炔加氫反應(yīng)后離開(kāi)三相流化床的最后一道屏障。現(xiàn)有技術(shù)中，有一種絲網(wǎng)除沫器，主要由絲網(wǎng)隔柵、絲網(wǎng)經(jīng)模壓后組合成的波形絲網(wǎng)塊組成，除沫器主要應(yīng)用絲網(wǎng)除沫，功能單一，僅具有除沫功能，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用于乙炔加氫制乙烯三相流化床的氣體除沫器，該氣體除沫器設(shè)置類似于固定床作用的含具有催化效能的絲網(wǎng)，不但阻止了溶劑揮發(fā)組分的逸出，又可將反應(yīng)產(chǎn)品中微量的乙炔完全轉(zhuǎn)化，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝。

本實(shí)用新型提供一種用于乙炔加氫制乙烯三相流化床的氣體除沫器，包括：絲網(wǎng)和絲網(wǎng)安裝件，

所述絲網(wǎng)安裝件固定在三相流化床縮徑處的內(nèi)壁上；所述絲網(wǎng)的目數(shù)為8～15目，所述絲網(wǎng)上噴涂有催化劑；所述絲網(wǎng)固定在所述絲網(wǎng)安裝件上。

所述氣體除沫器安裝位置位于三相流化床的縮徑處，所謂縮徑是指流化床型特有的結(jié)構(gòu)，在上部有個(gè)擴(kuò)大的空間，出口處又會(huì)縮小直徑。這是根據(jù)三相流化床的反應(yīng)機(jī)理而定。因?yàn)樵谌嗔骰仓校植及迳戏降墓腆w顆粒不斷懸浮流化，在床層內(nèi)，由于自然層析作用，形成固體顆粒上稀下濃、上輕下重的分布狀態(tài)，液滴分布比較均勻集中，絲網(wǎng)模塊安裝位置位于三相流化床的縮徑處，可以迅捷地捕獲液滴及分離。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定，在絲網(wǎng)目數(shù)為8～15目的條件下，上升的霧沫接觸到絲網(wǎng)時(shí)，極易形成水膜層，氣化的溶劑會(huì)冷凝成液滴。

具體地，所述絲網(wǎng)安裝件包括支撐塊和緊固件，所述支撐塊固定在三相流化床縮頸處的內(nèi)壁上，所述絲網(wǎng)通過(guò)所述緊固件固定在所述支撐塊上。

在本實(shí)用新型中，所述催化劑為鈀觸媒的催化劑，有效成分為金屬鈀、金屬鎳、金屬鈷、金屬鉬、金屬鎢或金屬錳。

所述催化劑的有效成分在所述催化劑中的重量百分比為0.01wt％～0.08wt％。

作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述催化劑的載體可為α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、TiO₂或SiO₂。

具體的，所述催化劑通過(guò)浸漬法制備，經(jīng)研磨催化劑的顆粒大小為50～100nm，通過(guò)噴槍加熱到200-280℃，優(yōu)選為280℃，后噴涂到絲網(wǎng)表面。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)所述催化劑的厚度為0.5μm-20μm時(shí)，恰好能催化未反應(yīng)的剩余氣體。

本實(shí)用新型中，所述絲網(wǎng)的材質(zhì)為高強(qiáng)度的聚四氟乙烯(PTFE)、耐磨尼龍66(POLIBLEND)或聚丙烯(PP)，使絲網(wǎng)耐腐蝕高溫，延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)約成本。

為了加工制造，以及生產(chǎn)維修的便利，本實(shí)用新型的絲網(wǎng)可以分體設(shè)計(jì)，所述絲網(wǎng)包括一個(gè)或多個(gè)絲網(wǎng)模塊。

本實(shí)用新型中，所述支撐塊焊接或通過(guò)螺栓固定在所述三相流化床內(nèi)壁上。

本實(shí)用新型提供的用于三相流化床的氣體除沫器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝、操作、維修及清洗；絲網(wǎng)上噴涂納米級(jí)的鈀觸媒催化劑，可將產(chǎn)品氣體中微量乙炔在催化劑的作用下，與氣體中的氫氣發(fā)生選擇性加氫反應(yīng)，將微量乙炔完全轉(zhuǎn)化為乙烯；解決了目的產(chǎn)物中微量乙炔很難分離的難題，避免由于目的產(chǎn)物的純度而影響了乙烯產(chǎn)品應(yīng)用范圍的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是三相流化床的氣體除沫器安裝示意圖；

圖2是三相流化床的氣體除沫器安裝示意圖。

圖中：支撐塊1，緊固件2，絲網(wǎng)3，產(chǎn)品氣出口4，三相流化床內(nèi)壁5，三相流化床溶劑液面6。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。

本實(shí)用新型提供的一種用于乙炔加氫制乙烯三相流化床的氣體除沫器，如圖1所示，包括：絲網(wǎng)3和絲網(wǎng)安裝件。

氣體除沫器安裝位置位于三相流化床的縮徑處，絲網(wǎng)安裝件固定在三相流化床縮徑處的內(nèi)壁5上，絲網(wǎng)3固定在絲網(wǎng)安裝件上。所謂縮徑是指流化床型特有的結(jié)構(gòu)，在上部有個(gè)擴(kuò)大的空間，出口處又會(huì)縮小直徑。這是根據(jù)三相流化床的反應(yīng)機(jī)理而定。因?yàn)樵谌嗔骰仓?，分布板上方的固體顆粒不斷懸浮流化，在床層內(nèi)，由于自然層析作用，形成固體顆粒上稀下濃、上輕下重的分布狀態(tài)，液滴分布比較均勻集中，絲網(wǎng)模塊安裝位置位于三相流化床的縮徑處，可以迅捷地捕獲液滴及分離。

絲網(wǎng)3的目數(shù)為8～15目，絲網(wǎng)3上噴涂有催化劑，催化劑為鈀觸媒的催化劑顆粒。經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定，在絲網(wǎng)目數(shù)為8～15目的條件下，上升的霧沫接觸到絲網(wǎng)時(shí)，極易形成水膜層，氣化的溶劑會(huì)冷凝成液滴。當(dāng)帶有霧沫的氣體從三相流化床溶劑液面6以一定的速度上升通過(guò)絲網(wǎng)3時(shí)，由于霧沫上升的慣性作用，霧沫與絲網(wǎng)3相碰撞而被附著在絲網(wǎng)3的表面上。絲網(wǎng)3表面上霧沫的擴(kuò)散、霧沫的重力沉降，使霧沫形成較大的液滴沿著絲網(wǎng)3流至兩根絲的交接點(diǎn)。乙炔、乙烯、氫氣等混合物穿過(guò)催化劑絲網(wǎng)3時(shí)，其中的微量乙炔在絲網(wǎng)3外側(cè)的涂覆的鈀觸媒作用下，與氣體中的氫氣發(fā)生選擇性加氫反應(yīng)，微量乙炔完全轉(zhuǎn)化為乙烯，追隨氣體從產(chǎn)品氣出口4逸出。

絲網(wǎng)3本身具有可潤(rùn)濕性，在液體的表面張力及絲網(wǎng)的毛細(xì)血管的作用下，使得液滴越來(lái)越大，直到聚集的液滴大到其自身產(chǎn)生的重力超過(guò)氣體的上升力與液體表面張力的合力時(shí)，液滴就從絲網(wǎng)上分離下落，又回到溶劑體系中，而經(jīng)過(guò)過(guò)濾的氣體從產(chǎn)品氣出口4排出。

絲網(wǎng)安裝件包括支撐塊1和緊固件2，支撐塊1固定在三相流化床縮頸處的內(nèi)壁5上，所述絲網(wǎng)3通過(guò)緊固件2固定在支撐塊1上。支撐塊1焊接或通過(guò)螺栓固定在三相流化床的內(nèi)壁5上。

絲網(wǎng)3采用材質(zhì)為高強(qiáng)度的聚四氟乙烯(PTFE)、耐磨尼龍66(POLIBLEND)或聚丙烯(PP)，使絲網(wǎng)耐腐蝕高溫，延長(zhǎng)使用時(shí)間，節(jié)約成本。絲網(wǎng)3可包括一個(gè)或多個(gè)絲網(wǎng)模塊，將絲網(wǎng)3分為多個(gè)模塊，使得安裝、維修更方便，易于加工制造。

催化劑的有效成分為金屬鈀、金屬鎳、金屬鈷、金屬鉬、金屬鎢或金屬錳等。催化劑的有效成分在所述催化劑中的重量百分比為0.01wt％～0.08wt％。催化劑的載體為α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃、TiO₂或SiO₂等。催化劑的顆粒大小為50-100nm。催化劑的層厚為0.5μm-20μm。

催化劑通過(guò)浸漬法制備，經(jīng)研磨催化劑的顆粒大小為50～100nm，通過(guò)噴槍加熱到200-280℃后噴涂到絲網(wǎng)3表面。當(dāng)加熱到280℃時(shí)，催化劑的附著效果更好。

本實(shí)用新型中，三相流化床具有高效傳質(zhì)的特點(diǎn)，由于有液相作為熱載體和對(duì)固體催化劑的懸浮作用，氣體從塔底進(jìn)入，經(jīng)氣、液分布板進(jìn)入三相流化床層與液相和固相充分接觸，當(dāng)上升到氣、液、固分離室后，分離氣體從頂部排出，使反應(yīng)和傳遞性能有很大的改進(jìn)。在在本實(shí)用新型絲網(wǎng)的網(wǎng)目數(shù)條件下，霧沫沾到絲網(wǎng)上時(shí)，極易形成水膜層，而水膜層在此大小的面積下時(shí)，張力極易受破壞，致使其迅速化為水滴，霧沫被消除，除沫器的效果最佳。

實(shí)施例

本實(shí)施例的氣體除沫器結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，

絲網(wǎng)3的目數(shù)為15目，采用材質(zhì)為高強(qiáng)度聚四氟乙烯，絲網(wǎng)模塊數(shù)量為3塊；

絲網(wǎng)的表面噴涂厚度為0.5μm～20μm的催化劑；

催化劑有效成分為金屬鈀顆粒；

催化劑分的顆粒大小為50～100nm；

催化劑有效成分在催化劑層中的重量百分比為0.01wt％～0.08wt％；

催化劑有效成分的載體為α-Al₂O₃。

支撐塊1焊接在三相流化床縮頸處的內(nèi)壁5上，3塊絲網(wǎng)模塊分別通過(guò)緊固件2固定在支撐塊1上，緊固件2為Φ12的不銹鋼雙頭螺栓。

本實(shí)用新型提供的三相流化床氣體除沫器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝、操作、維修及清洗。絲網(wǎng)上噴涂納米級(jí)的鈀觸媒催化劑，不但阻止了溶劑揮發(fā)組分的逸出，還可將產(chǎn)品氣體中微量乙炔在催化劑的作用下，與氣體中的氫氣發(fā)生選擇性加氫反應(yīng)，將微量乙炔完全轉(zhuǎn)化為乙烯，大大提高催化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。

需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型而非限制本實(shí)用新型的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。