用于减少管式反应器的催化剂载体中的流化的压实元件和相关方法技术

本发明专利技术公开了一种用于插入到管式反应器的反应器管中的催化剂载体(10)，该催化剂载体包括含有催化剂颗粒(171)的容器(100)。容器(100)还包含用于减少催化剂颗粒(171)的流化的压实元件(170)。的压实元件(170)。的压实元件(170)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少管式反应器的催化剂载体中的流化的压实元件和相关方法
[0001]本公开涉及管式反应器的催化剂载体和相关方法的改进或与之有关的改进。具体地，本公开涉及用于插入到管式反应器的反应器管中的催化剂载体和装填催化剂载体的方法。

技术介绍

[0002]常规的所谓固定床管式反应器包括含有多个管的反应器壳体，该多个管通常是圆柱形的并且通常直接装填有催化剂颗粒。在使用中，传热介质流过这些管外部的反应器壳体，从而通过管壁上的热交换来调节管中催化剂的温度。因此，在反应是放热反应的情况下，传热介质将允许从催化剂中除去热量，并且在反应是吸热反应的情况下，传热介质将向催化剂提供热量。
[0003]对于一些反应，反应的热效应是适度的，使得热效应不会有问题或者其可易于控制。在一些情况下，热效应足够小以至于可以使用大直径管。这样做的好处是管内有大量的催化剂。
[0004]然而，对于更多的放热或吸热反应，必须有通过管壁到传热介质的有效传热，以使得反应器内的条件能够得到控制，从而保持稳定的操作温度以避免有害影响的发生。对于放热反应，此类效应可包括副反应的发生、诸如通过催化活性位的烧结对催化剂产生的损害，以及最坏的情况为热逃逸。吸热反应的有害效应可包括反应的猝灭。
[0005]为了实现期望的效率，每单位长度的管壁的表面积必须被最大化。这在过去是通过安装更多数量的较小直径的管来实现的。在一些反应中，尺寸限制意味着管仅具有大约15mm至40mm的内径。然而，该多个管的使用增加了反应器的成本和复杂性。
[0006]因此，为了缓解这些问题，已经开发了替代方法；具体地，对于更多的放热或吸热反应，其中催化剂不直接装填到反应器管中，而是容纳在被构造成位于反应器管内的多个催化剂载体中。
[0007]WO2011/048361中描述了第一类型的此类催化剂载体。此类布置试图优化管壁处的热传递，使得甚至对于更多的放热或吸热反应可以使用更大的管和更大体积的更小催化剂颗粒。WO2011/048361中描述的催化剂载体包括用于在使用中保持催化剂的环形容器。该容器具有限定管的打孔内壁、打孔外壁、封闭环形容器的顶表面和封闭环形容器的底表面。封闭管的底部的表面由环形容器的内壁形成。裙边从环形容器的打孔外壁从容器的底表面处或附近的位置向上延伸到密封件的位置下方的位置。密封件位于顶表面处或附近并且从该容器延伸一定距离，该距离延伸超出裙边的外表面。
[0008]WO2016/050520中描述了第二类型的此类催化剂载体。在该布置中，催化剂载体包括用于在使用中保持催化剂的容器。容器具有封闭容器的底表面和顶表面。载体外壁从底表面延伸到顶表面，并且密封件从容器延伸出一定距离，该距离延伸超出载体外壁。载体外壁具有位于密封件下方的孔。
[0009]在装填有颗粒催化剂的催化剂载体中，例如在运输过程中可能发生沉降。沉降可
产生空隙或间隙，在该空隙或间隙中，通过催化剂的气体可以使催化剂颗粒在使用中流化。在一些情况下，流化可能导致催化剂的磨损，这可导致催化剂从容器中流失，从而加剧流化的可能性。
[0010]本专利技术的一个目的是克服催化剂载体中催化剂流化的问题。

技术实现思路

[0011]在本公开的第一方面中，提供了一种用于插入到管式反应器的反应器管中的催化剂载体，该催化剂载体包括含有催化剂颗粒的容器；
[0012]该容器还包含用于减少催化剂颗粒的流化的压实元件。
[0013]有利地，压实元件通过向催化剂颗粒施加压缩力来减少催化剂颗粒的流化。以这种方式，压实元件可以减少操作期间催化剂颗粒在容器内的运动。这继而可以减少催化剂颗粒的磨损和腐蚀。这可以有利地增加催化剂的使用寿命和或增加使用催化剂的催化反应的效率。
[0014]在一些实施方案中，压实元件可以是可压缩元件。
[0015]可压缩元件可插置在催化剂颗粒与容器顶部之间。在一些实施方案中，可压缩元件可插置在催化剂颗粒与容器的盖或封闭端之间。可压缩元件可直接邻近容器的盖或封闭端。在封闭容器时，将可压缩元件压靠在催化剂上。
[0016]可压缩元件可附接到容器的盖或封闭端，例如盖或封闭端的下侧。该附接可以通过合适的固定剂，例如粘合剂、夹具、铆钉等。另选地，可压缩元件可以与盖或封闭端分开。
[0017]可压缩元件可包括可压缩材料制成的垫。可压缩元件可包括单个垫的厚度或可包括由组装在一起的多个垫组成的厚度。多个垫可通过合适的固定剂例如粘合剂、缝合线、钉等附接在一起。
[0018]在一些实施方案中，可压缩元件可包括陶瓷材料。陶瓷材料可包括耐火陶瓷纤维，该耐火陶瓷纤维包括耐火氧化物纤维。在一些示例中，陶瓷材料可包括氧化铝纤维、二氧化硅纤维、硅酸铝纤维、二氧化钛纤维、氧化锆纤维或这些中的两种或多种的混合物。陶瓷材料可包括非织造材料。
[0019]催化剂颗粒可以形成催化剂床，并且压实元件可以定位在催化剂床的顶端。
[0020]可压缩材料可具有小于约400kg/m3、优选地小于约200kg/m3、任选地100kg/m3至200kg/m3、任选地150kg/m3至200kg/m3的堆密度。有利地，已经发现这些较低的堆密度在减少催化剂颗粒的流化方面特别有效。具体地，具有此类堆密度的可压缩元件在操作期间可能不容易在催化剂颗粒床内下沉。通过将可压缩元件保持在催化剂床的顶部，可以实现容器内改进的流动状况。
[0021]催化剂床可以包括催化剂的径向流动床或轴向流动床。
[0022]在一些实施方案中，容器可包括含有催化剂颗粒的环形腔室，该环形腔室具有限定内部通道的打孔腔室内壁、打孔腔室外壁、封闭环形腔室的顶表面和封闭环形腔室的底表面。此类容器例如描述于WO2011/048361和WO2016/050520中。
[0023]压实元件可以位于环形腔室内催化剂颗粒的顶部。压实元件可包括环形元件。压实元件可被构造成过盈配合在环形腔室内。
[0024]在一些实施方案中，压实元件可包括被构造成夯实催化剂颗粒的夯实元件。夯实
元件可包括容器的盖或封闭端的一部分。例如，夯实元件可包括盖或封闭端的一部分，该部分成形为突出到容器中以在封闭时接触并夯实催化剂颗粒。另选地，夯实元件可插置在容器的盖或封闭端与催化剂颗粒之间。夯实元件可包括刚性的、弹性的和/或压缩的部分。例如，夯实元件可包括由金属诸如钢形成的可移动金属板或金属丝网。
[0025]在一些实施方案中，压实元件可包括膨胀性材料。膨胀性材料可插置在容器的盖或封闭端与催化剂颗粒之间，并且在加热时，该膨胀性材料膨胀以填充催化剂颗粒与盖或封闭端之间的任何空隙或间隙。膨胀性材料可充分膨胀以填充任何空隙或间隙，或在盖或封闭端与催化剂颗粒之间提供压缩力。可包括一种或多种膨胀性材料。
[0026]可压缩元件或膨胀性材料理想地不含催化剂毒物。催化剂毒物通常包括硫化合物、卤素化合物、碱金属化合物和重金属诸如汞，它们可能会干扰催化剂在使用中的功能。
[0027]在本专利技术的第二方面，提供了一种装填催化剂载体的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于插入到管式反应器的反应器管中的催化剂载体，所述催化剂载体包括含有催化剂颗粒的容器；所述容器还包含用于减少所述催化剂颗粒的流化的压实元件。2.根据权利要求1所述的催化剂载体，其中所述压实元件包括可压缩元件，所述可压缩元件被构造成向所述催化剂颗粒施加压缩力。3.根据权利要求2所述的催化剂载体，其中所述可压缩元件插置在所述催化剂颗粒与所述容器的顶部之间。4.根据权利要求2或权利要求3所述的催化剂载体，其中所述可压缩元件插置在所述催化剂颗粒与所述容器的盖或封闭端之间。5.根据权利要求2至4中任一项所述的催化剂载体，其中所述可压缩元件包括可压缩材料制成的一个或多个垫。6.根据权利要求2至5中任一项所述的催化剂载体，其中所述可压缩元件包括陶瓷材料。7.根据权利要求6所述的催化剂载体，其中所述陶瓷材料包括耐火陶瓷纤维。8.根据权利要求6或权利要求7所述的催化剂载体，其中所述陶瓷材料包括氧化铝纤维、二氧化硅纤维、硅酸铝纤维、二氧化钛纤维、氧化锆纤维或这些中的两种或多种的混合物。9.根据权利要求6至8中任一项所述的催化剂载体，其中所述陶瓷材料包括非织造材料。10.根据权利要求6至9中任一项所述的催化剂载体，其中所述可压缩材料具有小于约400kg/m3、优选地小于约200kg/m3、任选地100kg/m3至200kg/m3、任选地150kg/m3至200kg/m3的堆密度。11.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂载体，其中所述催化剂颗粒形成催化剂床，并且所述压实元件定位在所述催化剂床的顶端。12.根据权利要求11所述的催化剂载体，其中所述催化剂床包括催化剂的径向流动床或轴向流动床。13.根据前述权利要求中任一项所述的催化剂载体，其中所述容器包括含有所述催化剂颗粒的环形腔室，所述环形腔室具有限定内部通道的打孔腔室内壁、打孔腔室外壁、封闭所述环形腔室的顶表面和封闭所述环形腔室的底表面；并且任选地，其中所述压实元件位于所述环形腔室内所述催化剂颗粒的顶部。14.根据权利要求13所述的催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：庄信万丰戴维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：