專利名稱：在催化床中分布?xì)怏w及在非均相合成反應(yīng)器中用最小面積支撐催化劑的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提供最小面積的器壁以達(dá)到最佳氣體分布并在徑向或軸-徑向流反應(yīng)器的催化床中支撐催化劑的系統(tǒng)。
眾所周知，對(duì)于利用固定床的非均相合成反應(yīng)，例如氨、甲醇或其它產(chǎn)物的合成，使氣體在上述反應(yīng)器的整個(gè)催化劑中達(dá)到均勻分布是非常重要的。
而且，在催化床中用于分布?xì)怏w并容納催化劑的器壁，除了確保正確的氣體分布(在床的整個(gè)高度上均勻分布，使氣體對(duì)催化劑的沖擊降至最低，以避免溝流和損壞催化劑)外，還必須有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以支撐催化床。
事實(shí)上，由于放置催化劑和由于使用高溫所產(chǎn)生的熱膨脹，還必須考慮器壁所承受的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。
因此，如果系統(tǒng)正確地運(yùn)行，除了氣體的均勻分布之外，其機(jī)械支撐作用也是很重要的。
所以，選擇構(gòu)成催化床支撐壁并同時(shí)保證最佳氣體分布的各種構(gòu)件的最佳物理尺寸，是解決這一難題的一個(gè)關(guān)鍵因素。
另一個(gè)關(guān)鍵因素是在高壓下操作時(shí)，提供面積或徑向厚度最小的所述壁的可能性，以保證在這種昂貴的容器體積最小的條件下實(shí)現(xiàn)催化床的最大可用體積(催化床的最大體積)。
為此，所述壁通常由幾種功能不同的構(gòu)件構(gòu)成。
如歐洲專利申請(qǐng)0265654及尚未對(duì)公眾公開的一份近期專利申請(qǐng)已描述的那樣，容納催化劑的器壁可由三種構(gòu)件組成a)一種薄透氣構(gòu)件(例如多孔壁)，其唯一的作用是造成必要的壓降，以保證氣體沿床的整個(gè)高度均勻分布;
b)一種容納催化劑(例如網(wǎng))但不構(gòu)成催化床機(jī)械支撐的構(gòu)件，其壓降很低;
c)一種位于構(gòu)件a)和構(gòu)件b)之間的厚的中層構(gòu)件，其作用是機(jī)械地支撐催化床并為更好的氣體分布提供空間，該構(gòu)件例如由一層帶有“橋式”孔眼的壁組成。
上述空間必須完成下述任務(wù)-避免來自造成壓降的構(gòu)件a)的高速氣體直接沖擊催化劑;
-在床的整個(gè)高度上均衡進(jìn)入催化床的氣流。
該申請(qǐng)?zhí)岢龅挠萌N部件a)、b)和c)組成一個(gè)系統(tǒng)的解決方案已被證明是極其有效的。它同時(shí)且以最佳方式解決了氣體分布、催化床中催化劑可靠的機(jī)械支撐和放催化劑筒的容器可用體積的最充分利用的難題，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)如美國專利1118750和1352550中存在的限制和缺點(diǎn)。
然而，可以證明，在特定情況下，除了過于昂貴以外，從構(gòu)造觀點(diǎn)考慮，上述系統(tǒng)太復(fù)雜，且過于費(fèi)力。
繼之于上述研究，本發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的出人意料的目的是，提供一種具備并改進(jìn)了三構(gòu)件壁的操作優(yōu)點(diǎn)，但不存在其缺點(diǎn)的系統(tǒng)。
由下面的描述可以明顯看出，由本發(fā)明開頭和權(quán)利要求1所述的一種系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的所有目的，其特征在于，該系統(tǒng)由下述構(gòu)件構(gòu)成a)一種單層構(gòu)件，具有能保證產(chǎn)生必要壓降的透氣部分和作為催化劑機(jī)械支撐的不透氣部分;b)一種容納催化劑的透氣性構(gòu)件，它直接與催化劑和a)構(gòu)件起機(jī)械支撐作用的部分相接觸。
按照一種特別簡便有利的實(shí)施方式，單層構(gòu)件a)通過鄰接起機(jī)械支撐作用的不透氣性凸起部分和能產(chǎn)生必要壓降的透氣性穿孔部分而形成，所述孔位于上述相鄰的凸起之間，容納催化劑的構(gòu)件b)直接支撐在a)的凸起部分上。通過將容納催化劑的構(gòu)件b)支撐在部件a)的凸起部分上，對(duì)應(yīng)于a)的未凸起部分形成了一個(gè)空間，空氣穿過該部分的孔后實(shí)現(xiàn)了所希望的降壓，然后流過該部分，因此，收到了所需的效果。
所述空間避免了來自孔的高速氣體對(duì)催化劑的直接沖擊，并均衡了沿催化床整個(gè)高速進(jìn)入催化床的氣流。在三構(gòu)件系統(tǒng)中，已經(jīng)描述了這些重要的特點(diǎn)。
此外，這樣作還得到了若干優(yōu)點(diǎn)，其中值得一提的是，因?yàn)樵撈鞅趦H由兩種構(gòu)件組成，所以可以更加充分地利用放置催化劑筒的容器的可利用體積(壁的尺寸更小)，而且，合成反應(yīng)器的構(gòu)制也就更加容易了。
下面，通過詳細(xì)描述非限定性附圖所示的實(shí)施例，將更容易理解本發(fā)明的各種內(nèi)容及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明兩構(gòu)件器壁一部分的局部正視圖;
圖2是本發(fā)明兩構(gòu)件器壁一部分沿軸向平面縱向剖開的局部視圖;
圖3是本發(fā)明兩構(gòu)件器壁一部分的局部俯視圖。
具體地講，圖1表示一個(gè)至少由一個(gè)產(chǎn)生壓降的透氣性構(gòu)件Ep和一個(gè)支撐催化劑的構(gòu)件Ec組成的壁P。透氣性構(gòu)件Ep具有依次凸起的不透氣區(qū)域Bi和不凸起的可由孔Fi透氣的區(qū)域A。
如圖2所示，構(gòu)件Ec支撐在沿縱軸y-y可以看到的構(gòu)件Ep的凸起區(qū)域Bi上。
以這種方式，對(duì)應(yīng)于未凸起區(qū)域A，在Ep和Ec之間形成空間Ii，該空間可使穿過所述構(gòu)件Ep的孔Fi后的氣體G在滲入催化劑C之前膨脹。
圖3表示所要求保護(hù)之系統(tǒng)的壁的截面，其中所用的符號(hào)顯然與圖1和2具有相同的含義。
很明顯，圖1中線St以正視圖的方式局部地表示壁P表面的剖面，即支撐催化劑的網(wǎng)Ec。
權(quán)利要求
1.提供在徑向或軸一徑向流反應(yīng)器的催化床中實(shí)現(xiàn)氣體最佳分布和支撐催化劑和最小面積的器壁的系統(tǒng)，其特征在于，它由下述構(gòu)件構(gòu)成a)一種具有能產(chǎn)生必要壓降的透氣性部分和對(duì)催化劑起機(jī)械支撐作用的不透氣部分的單層構(gòu)件；b)一種容納催化劑且與催化劑及a)中起機(jī)械支撐作用的部分直接接觸的透氣性構(gòu)件。
2.按權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是，單層構(gòu)件a)通過連接起機(jī)械支撐作用的不透氣性凸起部分和能夠產(chǎn)生必要壓降的透氣性多孔部分而形成。所述孔位于所述相鄰的凸起部分之間。容納催化劑的構(gòu)件b)直接支撐在a)的凸起部分上。
3.按權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征是，容納催化劑且支撐在構(gòu)件a)凸起部分上的構(gòu)件b)對(duì)應(yīng)于a)的不凸起部分形成一種空間，氣體穿過該部分的孔實(shí)現(xiàn)所需降壓后流過該空間。
全文摘要
提供在徑向或軸一徑向流反應(yīng)器的催化床中實(shí)現(xiàn)最佳氣體分布和支撐催化劑的最小面積的器壁的系統(tǒng)，由a)一種具有能產(chǎn)生必要壓降的透氣部分和對(duì)催化劑起機(jī)械支撐作用的不透氣部分的單層構(gòu)件；b)一種容納催化劑并與催化劑和a)中起機(jī)械支撐作用的部分直接接觸的透氣性構(gòu)件組成。
文檔編號(hào)B01J8/00GK1054381SQ9110121
公開日1991年9月11日 申請(qǐng)日期1991年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月27日
發(fā)明者昂伯托·扎拉, 吉奧里奧·帕加尼 申請(qǐng)人:阿莫尼·卡薩爾公司, 昂伯托·扎拉