[发明专利]用于催化蒸馏的结构填料

说明书

一种催化蒸馏结构，其可以包括具有至少两个格栅的刚性框架，具有安装至所述格栅的多个水平的流体可渗透的管，以在多个水平的流体可渗透的管之间形成多个流体通道。另外，每个水平的流体可渗透的管可以具有六边多边形的轮廓。此外，催化蒸馏结构可以包括连接多个水平的流体可渗透的管的竖直对齐的管的多个竖直板或丝。此外，多个竖直板或丝从一个竖直对齐的管的拐角连接到相邻的竖直对齐的管的拐角。

技术领域

本文的实施方案总体上涉及一种可以执行反应催化剂和用于蒸馏的传质表面的双重功能的蒸馏结构。更具体地，本文的实施方案涉及一种可以容纳固体颗粒催化剂的固定蒸馏结构。本文提供的蒸馏结构填料可以执行双重功能：既提供用于催化反应的催化剂，又提供用于蒸馏的传质表面积。

背景技术

催化蒸馏是反应蒸馏的一个分支，其结合了蒸馏和催化工艺以选择性地分离溶液中的混合物。催化蒸馏的主要功能是使催化有机反应(例如汽油的精制)的收率最大化。另外，用于催化蒸馏的催化剂由不同的物质组成并且填充到不同的物体上。例如，不同的物质可以是高反应性的，其可以显著加快反应速度，使其成为有效的催化剂。典型地，在蒸馏塔中，催化剂所填充的形状形成几何布置以提供一定区域中的间隔(即催化剂床)，在其中反应物和催化剂接触以形成产物。该间隔是为了确保催化剂在塔内扩散。在催化蒸馏塔内，液体反应物在加热的同时被催化。结果，产物立即开始蒸发并与初始溶液分离。通过同时催化和加热反应物，新形成的产物迅速沸腾出系统。

同时发生的反应及产物与反应物的分离已经实践了一些时间，其优点已被认识到。使用同时发生的反应和蒸馏的实施例已经在如下的美国专利中公开，即No.(醚化)4,232,177；4,307,254；4,336,407；4,504,687；4,918,243；以及4,978,807；(二聚)4,242,530；(水合)4,982,022；(离解)4,447,668；和(芳烃烷基化)4,950,834及5,019,669，以及分配给催化蒸馏技术和/或Lummus技术的其他最近的专利，其全部教导通过引用并入本文。

已经提出了几种不同的催化蒸馏结构。参见例如美国专利No.4,302,356和4,443,559，其中颗粒催化剂被容纳在用去雾器丝缠绕的布带上的袋中，以形成催化蒸馏结构，以及美国专利No.4,731,229，其公开了一种具有波纹元件和带子的填料以形成催化剂构件(其全部教导通过引用并入本文)。美国专利No.5,073,236和5,730,843公开了已经改进了的容纳催化剂的高效填料，其全部教导通过引用并入本文。

美国专利No.5,730,843公开了一种接触结构，其包括刚性构架，该刚性构架包括至少两个基本竖直的重复格栅，以及多个安装到格栅上的基本水平的菱形管，以在各管之间形成流体通道。

发明内容

提供发明内容以介绍下文在具体实施方式中进一步描述的构思选择。此发明内容并不旨在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是旨在用于限制要求保护的主题的范围。

一方面，本文公开的实施方案涉及一种催化蒸馏结构，其可以包括具有至少两个格栅的刚性框架，具有安装至所述格栅的多个水平的流体可渗透的管，以在所述多个水平的流体可渗透的管之间形成多个流体通道。另外，每个水平的流体可渗透的管可以具有六边多边形的轮廓。此外，催化蒸馏结构可以包括连接多个水平的流体可渗透的管的竖直对齐的管的多个竖直板或丝。此外，多个竖直板或丝从一个竖直对齐的管的拐角连接到相邻的竖直对齐的管的拐角。

一方面，本文公开的实施方案涉及一种用于同时进行反应并将产物与反应物分离的蒸馏塔反应器，该蒸馏塔反应器可以包括竖直设置的容器和设置在竖直设置的容器中的一个或多个催化蒸馏结构。另外，催化蒸馏结构可以包括：具有至少两个格栅的刚性框架，具有多个安装至所述格栅的水平的流体可渗透的管，以在所述多个水平的流体可渗透的管之间形成多个流体通道。每个水平的流体可渗透的管可以具有六边多边形的轮廓。此外，催化蒸馏结构可以包括连接多个水平的流体可渗透的管的竖直对齐的管的多个竖直板或丝。此外，多个竖直板或丝从一个竖直对齐的管的拐角连接到相邻的竖直对齐的管的拐角。