[發(fā)明專利]顆粒材料加載設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380026227.7
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104334267B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彼得魯斯·保羅斯·赫拉爾杜斯·瑪麗·克努本
• 申請（專利權(quán)）人: 墨里克國際有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01J8/00
• 分類號: B01J8/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11204
• 代理人: 余朦,劉錚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及用于將顆粒材料加載至管的陣列中的加載托盤。更具體地，本發(fā)明涉及用于將顆粒催化劑加載至催化反應(yīng)器的反應(yīng)管中的催化劑加載托盤。在其他方面中，本發(fā)明涉及用于組裝成加載托盤的加載托盤元件，以及使用催化劑加載托盤將顆粒催化劑加載至催化反應(yīng)器中的方法。具體地，本發(fā)明涉及將催化劑球加載至具有多個豎直對準(zhǔn)的平行反應(yīng)管的催化反應(yīng)器容器中的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

化學(xué)制品通常通過大型工業(yè)催化反應(yīng)器中的反應(yīng)以工業(yè)規(guī)模制造。通常使用的工業(yè)催化反應(yīng)器類型設(shè)置有多個豎直布置的平行反應(yīng)管，其中上述反應(yīng)管在操作過程中部分或完全填充有催化劑顆粒。化學(xué)反應(yīng)物通過反應(yīng)管從而與催化劑接觸以進行反應(yīng)。這種反應(yīng)器通常稱為多管反應(yīng)器。這些類型的反應(yīng)器是已知的，并在專利公開GB3,223,490以及US6409977中進行了描述。

典型的催化反應(yīng)器呈柱形，并且直徑為2至9米，高度為5至50米。催化反應(yīng)器通常是設(shè)計用于具體化學(xué)工藝或場地要求的訂制結(jié)構(gòu)，因此各反應(yīng)器的尺寸可能極大地變化。原則上，這種反應(yīng)器可具有任何尺寸，尤其可大于或者小于上述典型尺寸，限制條件與物理構(gòu)造限制和反應(yīng)要求關(guān)聯(lián)。過去幾年尤其在石油化學(xué)工業(yè)中總的趨勢是增大催化反應(yīng)器尺寸。

反應(yīng)器通常設(shè)置有柱形殼體，該柱形殼體包含大量豎直對準(zhǔn)的平行反應(yīng)管，500至40,000個。反應(yīng)管具有連結(jié)(例如焊接)至上、下管板中的開口的上端部和下端部。管板在柱形殼體中水平延伸，并且通常定位成鄰近其端部凸緣。反應(yīng)器殼體的上、下端部由穹狀件封閉，其中該穹狀件能夠打開以允許訪問內(nèi)部從而在反應(yīng)管中進行維修和催化劑替換。例如，穹狀件可設(shè)置有人孔以允許工人訪問或者可以是可移除的。因為冷卻管延伸通過穹狀件而達到反應(yīng)器芯部，所以通常穹狀件是不可移除的或者至少是不便于移除的。這些冷卻管可使得移除反應(yīng)器的穹狀件變得復(fù)雜或者不可能。

反應(yīng)管在其端部是敞開的，并且可具有約2cm至15cm的內(nèi)徑。其連結(jié)(例如通過焊接)至設(shè)置于管板中的開口的圖案中。管板中開口的圖案和管的數(shù)量適于反應(yīng)器中執(zhí)行的化學(xué)反應(yīng)以及反應(yīng)的規(guī)模，但通常開口以0.3cm至5cm或更大的優(yōu)選恒定間距(即一個孔的外周與其相鄰孔的外周之間的最短距離)等距隔開。

催化劑顆粒被加載入反應(yīng)管。催化劑顆粒以各種尺寸和形狀提供，通常為球形或柱形，并且具有約1mm至25mm，更通常為2mm至15mm的公稱直徑。反應(yīng)管與催化劑球在尺寸上相配，以允許顆粒以受控的方式進入反應(yīng)管，從而最小化橋接(bridging)的風(fēng)險。典型地，顆粒具有的最大尺寸是反應(yīng)管內(nèi)徑的0.1至0.8倍，更通常0.15至0.6倍，更通常0.25至0.4倍。

小心地將加載催化劑顆粒至反應(yīng)管中對于確保催化劑反應(yīng)如期望的那樣進行非常重要。具體地，需要：實現(xiàn)顆粒在反應(yīng)管內(nèi)的正確加載密度；確保每個反應(yīng)管具有容許范圍內(nèi)的類似充填密度(pack?density)；避免橋接，即當(dāng)兩個或更多顆粒在管中彼此抵靠著楔入時的空隙形成會形成錯誤的基礎(chǔ)；將催化劑填充至反應(yīng)管中正確的水平，即當(dāng)需要時允許足夠的管預(yù)留空間；盡可能避免粉塵進入反應(yīng)管；以及避免由惡劣的填充實現(xiàn)導(dǎo)致催化劑顆粒的粉碎和/或消耗。當(dāng)將催化劑加載至反應(yīng)器管中時，最好限制加載孔口，使得催化劑顆粒逐個地進入，主要是因為這降低了橋接的風(fēng)險。

考慮到這些要求，所以將催化劑加載至催化反應(yīng)器的大量反應(yīng)管中耗時且艱難。這導(dǎo)致昂貴的反應(yīng)器裝置的過度故障時間，還導(dǎo)致填充中的可能錯誤，從而導(dǎo)致劣質(zhì)的反應(yīng)和產(chǎn)物。

通常使用的加載方法是模板加載。在這種方法中，提供了大型定制模板。該模板形成了孔網(wǎng)格，孔的間隙與管板中的反應(yīng)器管端部的布置相配。模板放置在反應(yīng)器的管板上方。通過多達四人掃動模板上的催化劑，將催化劑倒在模板上并且加載至反應(yīng)器管端部。

現(xiàn)有技術(shù)中已嘗試通過提供填充輔助裝置來加速將催化劑填充至催化反應(yīng)器中。

WO98/14392和US4402643討論了反應(yīng)管裝料系統(tǒng)。所述系統(tǒng)成輪式加載小車的形式，該輪式加載小車具有多個催化劑裝料管用于同時插入多個反應(yīng)管。該小車能夠在管板上滾動。

US3913806討論了催化劑加載器，其用于將催化劑顆粒同時加載至多個管中。所述催化劑加載器成包括多個管狀構(gòu)件的活動支承框架的形式，其中管狀構(gòu)件保持用于沉積至反應(yīng)管中的預(yù)定量催化劑材料。該框架用來填充多個反應(yīng)管，然后移至另一組空的反應(yīng)管以填充這些管。