一种粉末催化剂反应器的制作方法

1.本实用新型涉及非均相催化反应领域，具体涉及一种粉末催化剂反应器。


背景技术：

2.目前固体催化剂工业化应用的主要途径是催化剂放大合成。但催化剂在制备放大存在一些问题：1、部分催化剂在粉末状态表现出优秀的性能，放大后催化剂比表面积降低，导致性能降低。2、部分催化剂方大制备存在困难，放大后的催化剂由于强度较低，易粉碎，因此无法工业化应用。3、催化剂在放大制备的过程中存在耗能污染环境的问题。
3.粉末催化剂由于颗粒体积小，比表面积大，且颗粒间隙小，表现出远高于放大成型后的催化性能。但由于对气体的阻力较大，粉末催化剂通常仅在实验室的使用。


技术实现要素：

4.本实用新型目的是提供一种高效的反应装置，利用粉末催化剂，通过限制流体在催化剂床层的有效流动距离，在不增加气体阻力的前提下，实现高效反应的一种粉末催化剂反应器。
5.本实用新型一种粉末催化剂反应器，包括中空反应器罐体，所述反应器罐体内设置有两个相互平行设置的分布板，分别为上分布板和下分布板，所述上分布板和下分布板均与反应器罐体固定且密封相连；
6.反应器罐体内位于上分布板上方的区域为管程进料区，反应器罐体内位于下分布板下方的区域为管程出料区，管程进料区通过若干个设置在上分布板和下分布板之间的反应床层区与管程出料区相连通；
7.反应器罐体内位于上分布板和下分布板之间，且位于反应床层区外部的区域为壳程区域，所述反应器罐体周面的下部设置有壳程进料口，反应器罐体周面的上部设置有壳程出料口，所述壳程进料口通过壳程区域与壳程出料口相连通，且反应床层区均位于壳程进料口和壳程出料口之间的区域；
8.所述上分布板和下分布板上均设置有若干个连接通孔，所述反应床层区的一端均通过上分布板上的连接通孔与管程进料区相连，反应床层区的另一端均通过下分布板上的连接通孔与管程出料区相连；
9.所述反应床层区内填充有催化剂床层，管程进料区的物料经过催化剂床层后进入管程出料区；
10.所述管程进料区对应的反应器罐体上设置有管程进料口，管程出料区对应的反应器罐体上设置有管程出料口。
11.优选地，反应床层区包括进料腔和出料腔及设置在进料腔和出料腔之间的反应腔，进料腔均通过上分布板上的连接通孔与管程进料区相连通，出料腔均通过下分布板上的连接通孔与管程出料区相连通；
12.同一反应床层区内，进料腔和出料腔与反应腔之间均设置有多孔金属板，多孔金
属板围成的区域为反应腔，所述催化剂床层填充在反应腔内。
13.优选地，多孔金属板的孔径小于催化剂反应床层中催化剂的粒径。
14.优选地，反应床层区还包括辅助腔，辅助腔设置在反应腔上端，并与反应腔匹配且密封固定相连，辅助腔远离反应腔的一端上固定连接有上盖板，所述上盖板与反应器罐体的内壁固定相连；
15.所述辅助腔内活动设置有压板，所述压板压合在反应腔内填充的催化剂床层上端，催化剂床层填充至辅助腔内；
16.所述压板和上盖板之间设置有复位装置。
17.优选地，复位装置为复位弹簧。
18.优选地，反应床层区的外壁为金属外壁。
19.本实用新型结构简单，使用方便，利用连接管程进料区和管程出料区的反应床层区进行相应的物料反应，同时利用设置在反应床层区外的壳程区域实现反应过程中的换热；省略催化剂放大制备的过程，使放大制备存在困难的催化剂实现工业化应用；充分利用粉末催化剂的催化性能，避免了催化剂放大制备造成的催化性能下降。
附图说明
20.图1为本实用新型结构示意图。
21.图2为图1中a的放大图。
22.附图标记：1-管程进料口，2-管程出料口，3-壳程进料口，4-壳程出料口，5-上盖板，6-上分布板，7-下分布板，8-辅助腔的内壁，9-反应床层区的外壁，10-多孔金属板，11-辅助腔，12-催化剂床层，13-进料腔，14-出料腔，15-壳程区域。
具体实施方式
23.本实用新型一种粉末催化剂反应器，包括中空反应器罐体，所述反应器罐体内设置有两个相互平行设置的分布板，分别为上分布板6和下分布板7，所述上分布板6和下分布板7均与反应器罐体固定且密封相连；
24.反应器罐体内位于上分布板6上方的区域为管程进料区，反应器罐体内位于下分布板7下方的区域为管程出料区，管程进料区通过若干个设置在上分布板6和下分布板7之间的反应床层区与管程出料区相连通；
25.反应器罐体内位于上分布板6和下分布板7之间，且位于反应床层区外部的区域为壳程区域15，所述反应器罐体周面的下部设置有壳程进料口3，反应器罐体周面的上部设置有壳程出料口4，所述壳程进料口3通过壳程区域15与壳程出料口4相连通，且反应床层区均位于壳程进料口3和壳程出料口4之间的区域；
26.所述上分布板6和下分布板7上均设置有若干个连接通孔，所述反应床层区的一端均通过上分布板6上的连接通孔与管程进料区相连，反应床层区的另一端均通过下分布板7上的连接通孔与管程出料区相连；
27.所述反应床层区内填充有催化剂床层12，管程进料区的物料经过催化剂床层12后进入管程出料区；
28.所述管程进料区对应的反应器罐体上设置有管程进料口1，管程出料区对应的反
应器罐体上设置有管程出料口2。
29.反应床层区包括进料腔13和出料腔14及设置在进料腔13和出料腔14之间的反应腔，进料腔13均通过上分布板6上的连接通孔与管程进料区相连通，出料腔14均通过下分布板7上的连接通孔与管程出料区相连通；
30.同一反应床层区内，进料腔13和出料腔14与反应腔之间均设置有多孔金属板10，多孔金属板10围成的区域为反应腔，所述催化剂床层12填充在反应腔内。
31.多孔金属板10的孔径小于催化剂反应床层中催化剂的粒径。
32.反应床层区还包括辅助腔11，辅助腔11设置在反应腔上端，并与反应腔匹配且密封固定相连，辅助腔11远离反应腔的一端上固定连接有上盖板5，所述上盖板5与反应器罐体的内壁固定相连，辅助腔的内壁8为金属内壁；
33.所述辅助腔11内活动设置有压板，所述压板压合在反应腔内填充的催化剂床层12上端，催化剂床层12填充至辅助腔11内；
34.所述压板和上盖板5之间设置有复位装置。
35.复位装置为复位弹簧。
36.反应床层区的外壁9为金属外壁。
37.催化剂床层12底部密封，催化剂卸料时，可采用工业用吸尘器将催化剂抽出。也可以采用催化剂床层12与下封头贯通的方法，将瓷球填装在催化剂床层12下端的下封头内来支撑催化剂，采用该方法时，需要在产品出口出增加过滤措施，防止催化剂流失和进入反应器下游装置。
38.反应区：原料流体从管程进料口1进入进料腔13，然后通过多孔金属板10进入催化剂床层12进行反应。反应后的产物通过催化剂床层12另一侧多孔金属板10进入出料腔14，然后通过管程出料口2进入本实用新型下游装置。
39.换热区：换热介质从反应器壳程进料口3进入壳程区域15，为反应床层区内催化剂床层12发生的反应提供热量或冷量，然后从壳程出料口4离开本实用新型。
40.本实用新型结构简单，使用方便，利用连接管程进料区和管程出料区的反应床层区进行相应的物料反应，同时利用设置在反应床层区外的壳程区域15实现反应过程中的换热；省略催化剂放大制备的过程，充分利用催化剂的催化性能，使放大制备存在困难的催化剂实现工业化应用。