[發明專利]在用于執行多相催化氣相反應的反應器中安裝整料的方法

有效

• 申請號: 201480008664.0
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN104994942B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: G·奧爾貝特;J·高爾;A·庫赫琳;C·特萊切赫蘭斯
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 秘鳳華,吳鵬

技術領域

本發明涉及一種在用于執行多相催化氣相反應的反應器中安裝整料(單塊料，Monolithen)的方法。

背景技術

用于執行多相催化氣相反應的反應器通常包含多個由陶瓷材料組成的整料。在其側面邊緣處，在穿過整料的通道的方向上，這些整料通常由金屬殼體包圍以保護脆性的陶瓷材料。由于整料并非始終都是非常平坦的，所以單個的整料直接組裝而不在其間使用密封元件是有問題的。另外，該陶瓷整料具有明顯比金屬殼體低的熱膨脹系數，因此在高溫反應器(即，尤其在高于400℃或者高于500℃的反應溫度下)中將發生陶瓷整料與金屬殼體之間的距離變化。

現有技術的方法需要巨大的支撐力以由整料和密封元件(膨脹墊)獲得無旁通的整料系統。

發明內容

本發明的一個目的是，提供一種不存在上述缺點的、在用于執行多相催化氣相反應的反應器中安裝多個整料的方法。

已發現，此目的通過一種安裝整料的方法實現，所述整料均由具有多個相互平行的通道的陶瓷塊形成，多相催化氣相反應的反應氣體混合物能夠經所述通道流入用于執行多相催化氣相反應的反應器中，其中，所述整料并排地和上下地堆疊在反應器的內部空間中，其特征在于，所述整料通過墊相對彼此密封并相對于所述反應器的內壁密封，每個墊都包括在安裝于所述反應器中之前被完全包封在合成材料膜中的膨脹墊，其中，將由合成材料膜包封且容納所述墊的內部空間抽真空，并且其中，在安裝于所述反應器中之后將由合成材料膜包封且容納所述墊的內部空間去除真空。特別地，可通過刺穿和/或燒除合成材料膜而對容納所述墊的內部空間去除真空。

用在執行多相催化氣相反應的反應器中的整料例如在WO-A2012/084609中已知和描述。整料由包覆有催化活性材料的陶瓷材料形成。

在第一優選方案中，所述整料以具有豎直布置的通道的一個或并排的多個水平層的形式安裝在所述反應器中，使得每個層充分填充反應器的橫截面，其中，在連續的層之間設置有間隔件以空出尤其用于溫度測量的測量元件可被引入其中的腔室。多相催化氣相反應的反應混合物豎直地流經整料的豎直布置的通道。所設置的間隔件的示例是尤其具有10至30mm寬度并且安裝在整料的任意兩個連續水平層之間的金屬帶，因此這些整料根據金屬帶的寬度而間隔開。金屬帶優選可以是成角度的；這增加了它們的剛度，并且它們可以支承更高的重量。

在又一種優選方案中，整料在反應器中安裝成使得其中的互相平行的通道在反應器中是水平的。為此，兩個或更多整料并排地和上下地布置，具有以相互平行布置方式對齊的通道，并由金屬封殼沿通道的縱向在其外周包封以形成整料模塊。所述整料模塊以具有水平布置的通道的方式安裝在所述反應器中。

為了擴大面對流體的區域，有利的是，兩個或更多整料模塊被彼此上下堆疊以形成整料模塊堆垛。

在另一可行的實施例中，兩個或更多整料模塊堆垛以前后方式安裝在所述反應器中，以增加容量或實現期望的轉化。

優選地，包圍整料的金屬封殼在其兩端稍微突出到整料之外，尤其是突出約5至10mm。結果，金屬封殼用作彼此上下堆疊的整料層之間的間隔件。因此空出的腔室可有利地用于通過金屬封殼的突出邊緣中的孔和/或鉆孔簡單地引入用于溫度測量的多個熱電偶。

優選地，金屬封殼的位于整料的前方和后方的彼此相對的兩側利用金屬支柱被焊接在一起，因此確保了金屬封殼中的整料模塊的機械穩定性。金屬封殼因此可以制造得更薄。

結構的模塊化形式確保了用于將整料安裝在反應器中和從中移除的更簡單的操縱。由于可以在反應器外部準備針對催化劑改變的替代系統，因此能夠延長運轉時間。

由于該金屬封殼，將整料模塊經由導軌推入反應器和從反應器拔出是很簡單的。

在此使用的墊是平面成型物，該平面成型物具有兩個彼此相對的主表面以及與所述主平面垂直布置的兩個前端面。

所述墊包括膨脹墊，即在高溫下膨脹(鼓脹)的纖維墊。膨脹墊通常由硅酸鹽例如硅酸鋁、可膨脹云母例如蛭石和有機粘結劑組成。例如，可從3M購得膨脹墊。

然而，有機粘結劑具有全系列的不利特性，更具體地，它們由于揮發物的氣體揮發和催化劑毒害而導致惡臭公害。因此，越來越需要以下的膨脹墊：即，基于膨脹墊的總重量，膨脹墊具有從以前的約12至14wt％到當前的約2至5wt％、尤其是3至4wt％的有機粘結劑的降低的有機粘結劑水平。然而，降低的有機粘結劑水平使得膨脹墊更脆，更不容易塑性變形，并且更難以操縱。