專利名稱：向容器中裝載粒狀固體的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及向容器中裝載粒狀固體的方法。更特別地本發(fā)明涉及向容器，例如固定床反應器的容納區(qū)裝載粒狀固體，如催化劑的方法。本發(fā)明特別應用于向包含管子的固定床反應器中裝載粒狀催化劑。
背景技術：
包含換熱管以控制反應溫度的固定床反應器用于許多放熱和吸熱反應。已經提出固定床反應器的各種設計。在這些設計中，存在由美國專利說明書No.4,734,264(Vollhardt等人)例示的軸流反應器。另一種設計是徑向流反應器，這樣設計的例子是在美國專利說明書No.4,321,234(Ohsaki等人)公開的設計。也提出了環(huán)形流反應器，例子是描述于美國專利說明書Nos.4,755,362(Zardi)和5,184,386(Zardi等人)的設計。橫向流反應器是另一種類型的設計，它的典型例子教導于美國專利說明書No.5,520,891(Lee)。也提出了分段流反應器。在一個容器中這些設計兩種或多種的結合也是可能的。
在這樣的反應器中，管子可以布置為盤管、蛇管、直軸向管、卡口管或U形管或任何其它有用的布置。蛇形盤管例如顯示于美國專利說明書No.5,869,011(Lee)。然而，管子和任何相關管支撐件和擋板的存在使得以除從頂部傾入的任何其它實際方式，向管子周圍的空間中裝載催化劑困難和耗時。這意味著由于催化劑必須由重力流動以填充這些空間，不能保證到所有空隙部分的催化劑的一致，完全和均勻分布。在克服此問題的嘗試中，一些操作人員以預定的順序向大直徑反應器頂部的不同部分而不是在一個位置傾入催化劑。
除了基于裝載催化劑數(shù)量的呆板計算以外，沒有檢查含管子反應器由催化劑裝載的完全性或檢查催化劑真實裝載密度的方式。
均勻裝載的重要性由M.V.Twigg在他的書籍“催化劑手冊”，第二版，Wolfe Publishing Ltd.(1989)中強調。在151頁說到“向容器中裝載催化劑有兩個通用原則(a)催化劑不應當具有大于50-100cm的自由下落和(b)當填床時，必須均勻分布催化劑。
催化劑可下落而沒有嚴重損害的距離依賴于它的強度和形狀。硬球形顆粒可比軟角形粒料或擠出物更好地承受落下。”在152-153頁他說到“深，窄的床是令人滿意地加入的最容易形狀，和更可能沿氣體流的方向平均化不勻度。由于難以在大面積上均勻地分布催化劑，采用寬的床要求格外的小心。徑向流床特別易于出現(xiàn)不規(guī)則裝填和不均勻氣體流。在依賴于氣體流以控制床溫度的反應器中，不規(guī)則裝填的伴隨不均勻氣體流的結果可以是特別顯著的。例子包括氨轉化器，在乙烯存在下乙炔的氫化，和同樣一些類型的變換爐，其中不希望反應達到平衡。如果反應比所需的情況進一步進行，會在低流動區(qū)域中出現(xiàn)高局部溫度。這樣的高溫區(qū)域引起進一步的抗流動性，它可以甚至更加惡化床中的不平衡。”在155頁，Twigg說到“由于顆料的不規(guī)則形狀，氨合成催化劑在加入中要求特別的小心，它可導致堆密度的寬變化。”如上所指出的那樣，由于自由下落，每種單獨的催化劑類型具有破裂的敏感性。這提供到反應器高度的約束。根據(jù)它們的制造商(盡管實際上可以從比由催化劑制造商推薦的高度更大的高度落下催化劑顆粒，而不發(fā)生由對催化劑顆粒的損害引起的問題)，盡管可以允許一些強催化劑，如ICI催化劑35-4至多三米的自由下落，對于大多數(shù)催化劑，不應當使用大于50-100cm的自由下落。
對于不包含內構件，如換熱管、為此的支撐件、分布器、和擋板的固定床反應器，可以使用各種方法以降低由自由下落的破裂，其中通路是可利用的，如降低單個桶等，或使用連接到料斗或貨柜的帆布或剛性軟管?？赡苄枰洺５膿Ъ允勾呋瘎┳兤健？梢允褂眯D設備，該設備規(guī)定催化劑的連續(xù)水平層而不是催化劑的數(shù)量。然而，對于包含內構件，如換熱管的固定床反應器，這些不是實際的方法。因此盡管由于當它們向催化劑容納區(qū)的底部落下時與內構件的碰撞，一定程度上有效降低由許多催化劑顆粒經歷的自由下落距離，一般使用從頂部的填充使得催化劑可經歷自由下落。然而這仍然意味著由于可跟著發(fā)生對催化劑粒子的另外不可接受損害，必須限制反應器的高度。因此含有內構件的反應器中的最大總催化劑床高度具有實際的上限。
此高度限制成為要求相對更大催化劑體積的更大容積裝置設計中的主要因素。如果催化劑床高度由此約束固定，則額外的體積必須由催化劑床橫截面積的不相稱更大增加適應。這意味著更低的反應物速度，它依次降低管子處的傳熱使得要求相對更多的換熱管，使得容器直徑的進一步增加是必須的。由于反應器壁厚度是直徑的函數(shù)，與其中額外體積可以至少部分由催化劑床高度的增加適應的反應器相比，在這樣擴大直徑的容器中反應器重量和成本不相稱地增加。
容器直徑增加的另外缺點在于如果在它用于輸送的側面放置容器，容器輸送難度通常與容器的直徑相關，而容器的總體高度很少是限制。
這些因素對于徑向流反應器是特別真實的，其中經過換熱管的速度對于溫度控制是關鍵的。因此，對于這樣的反應器，理想地最好通過使反應器更高和保持相同的管布置直徑，而不是通過增加反應器直徑提供任何額外的能力。如果可以這樣做，經過反應器的壓降不變化，允許對于不同能力的反應器設計的顯著標準化。在此情況下，對于更大能力裝置設計的單一主要變化是反應器容器高度的變化，而對于所有的反應器容器能力，反應器的橫截面積基本相同。
除了從容器頂部的催化劑傾入以外，或者可以使用插入管組合體的滑槽或軟管，或降低由催化劑填充的柔性短襪狀物進入容器。所有這些方法使用重力。然而，如果容器包含許多換熱管和它們的相關支撐件，和同樣可能的擋板，特別難以保證的是由這些方法的一種進行容器的令人滿意裝載與催化劑的均勻分布。
或者，當催化劑具有足夠強度時，可以使用氣動輸送以通過反應器壁上的噴嘴注入催化劑。然而，當容器包含換熱管，支撐件和/或擋板時這是不實際的。此外由于更大的粒子傾向于首先落下而更小的粒子在落下之前被進一步攜帶，此方法具有在反應器空隙中誘導催化劑粒子分離的效果。盡管氣動輸送可加速固定床裝載，當催化劑足夠堅固時，不必須一次都將催化劑傾入容器中及將獲得的堆摟集變平。另外粒子傾向于與主要停留在堆中心和限制容器此部分中氣體流動的小粒子和粉塵分離，而更大的粒子滾動到其中氣體速度更高的邊緣。
作為填充反應器措施的由合適液體的催化劑粒子流化描述于美國專利說明書No.4,022,255(Pegels等人)。然而，除其中必須保持催化劑干燥的情況以外，此說明書指示水不足夠粘性以為合適的，它因此限制可接受液體的選擇。清楚地選擇的流體必須與提出的反應體系相容。盡管提及通過有時降低液體流而填充錐形板以下的空間，提出的方法可適用于裝載非管式固定床。假定可以發(fā)現(xiàn)合適的相容流體，采用此方法的主要問題在于為輸送粒子，在通過降低液體流而允許它們沉降之前，將它們流化和因此在更低密度下輸送。隨著管式固定床反應器中管子，管支撐件和擋板的復雜性，不能確定的是采用催化劑粒子填充反應器的所有要求部分。此外，由尺寸的相當粒子分離不可避免地發(fā)生，例如在涉及細粒和過小粒子脫除的此公開文獻第3欄29行及以下討論的那樣。描述的此方法也要求另外的罐，泵和其它設備。
在美國專利說明書Nos.4,421,723和4,452,761(Farnham)中，公開了含有穿孔中心管的固定床徑向流反應器，該中心管依次由篩網(wǎng)圍繞。
中心沉箱的使用在美國專利說明書No.5,585,075(Takano等人)中描述為在絕熱固定床反應器中，在具有不同粒度的催化劑粒子外床中心中布置具有給定尺寸的粒子的催化劑的輔助。當填充進行時將沉箱提起以導致完全填充的反應器。
需要采用易碎粒狀固體的顆粒裝載含有內構件如換熱管、用于這樣管的支撐件和/或擋板的容器的改進方法，該方法允許在容器中形成深度大于固體可允許自由下落高度的固體床。此外需要提供向包含內構件，如換熱管、用于這樣管的支撐件、氣體分布器、擋板等的反應器裝料的方法，其中裝載過程的密切監(jiān)測是可能的，因此最小化由于由催化劑的反應器不合適裝載的問題。進一步需要提供采用增加體積的催化劑裝載徑向流反應器，以允許設計具有增加生產能力的徑向流反應器而不顯著增加它直徑的方法。此外需要提供采用易碎催化劑裝載包含換熱管的催化反應器，而沒有對催化劑損害的顯著危險同時允許催化劑床形成的方法，該催化劑床顯著深于催化劑的可允許自由下落高度。

發(fā)明內容
本發(fā)明因此探索以提供向含有內構件如換熱管、用于這樣管的支撐件和/功擋枝的容器裝載易碎粒狀固體，以在容器中形成固體床的方法，該固體床的深度顯著大于固體的可允許自由下落高度。此外本發(fā)明探索以提供采用催化劑或其它易碎粒狀材料裝載反應器的方法，其中裝載過程所有階段的密切監(jiān)測是可能的，因此導致采用固體的反應器最優(yōu)裝載。另外本發(fā)明探索以提供采用增加體積的催化劑裝載徑向流反應器，以增加反應器的生產能力而不顯著增加它直徑的方法。另外本發(fā)明探索以提供采用易碎催化劑裝載包含換熱管的催化反應器，而沒有對催化劑損害的顯著危險同時允許催化劑床形成的方法，該催化劑床顯著高于催化劑的自由下落高度。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種向具有粒狀固體容納區(qū)的容器中裝載粒狀固體的方法，該方法包括(a)在容納區(qū)的底部提供第一基本垂直的剛性柱狀部分，該剛性柱狀部分的水平橫截面足夠大以容納操作者身體；(b)在基本垂直剛性柱狀部分中提供與基本垂直剛性柱狀部分結合的支撐機構，操作者可站立在該支撐機構上，以密切監(jiān)督容納區(qū)由粒狀固體的裝載；
(c)在站立在剛性柱狀部分中地板機構上的操作者的控制下，向容納區(qū)中加入粒狀固體以在基本垂直剛性柱狀部分周圍分布粒狀固體；(d)在容納區(qū)中粒狀固體的上表面達到基本垂直剛性柱狀部分的頂部之前，中斷粒狀固體向容納區(qū)中的加入；(e)在第一柱狀部分的頂部上布置另外的基本垂直剛性柱狀部分，該另外基本垂直剛性柱狀部分的水平橫截面與第一剛性柱狀部分的水平橫截面相似，因此在反應器中與第一柱狀部分形成基本垂直的導管；和(f)重復步驟(b)到(e)足夠多次直到已經將所需數(shù)量的粒狀固體加入到容納區(qū)中。
第一基本柱狀部分，和優(yōu)選同樣的每一個其它柱狀部分，典型地具有直徑為約18英寸(約0.46米)-約24英寸(約0.61米)的基本圓形水平橫截面。優(yōu)選柱狀部分是中空的使得獲得的柱也是中空的。典型地柱狀部分每個的高度不大于約10英尺(約3.05米)，和更通常不大于約6英尺(約1.83米)。通常選擇此高度使得站立在支撐機構上的操作者可密切監(jiān)督固體進入容納區(qū)的裝載和也手動導引固體進入容納區(qū)的排放，而沒有超過固體最大推薦自由下落高度的危險。因此柱狀部分的高度可依賴于裝載的固體顆粒脆性而變化。
在本發(fā)明的方法中，包括與基本垂直剛性柱狀部分結合的支撐機構的步驟，操作者可站立在該支撐機構上。在特別優(yōu)選的方法中，第一和每個其它柱狀部分是頂部開放的，在該情況下這樣的支撐機構位于最上面剛性柱狀部分頂部以下一定距離，使得操作者身體的上部，正常地從約腰部向上，突出在最上面柱狀部分的頂部以上。
容器可以設計為軸流反應器、徑向流反應器、環(huán)狀流反應器、橫向流反應器、分段流反應器、和其兩種或多種的結合。
方便地剛性柱狀部分在水平橫截面中是基本圓形的。它們可含有無孔壁以形成基本從容納區(qū)底部到頂部延伸的不透氣柱?；蛘邉傂灾鶢畈糠质侵锌盏暮秃写┛妆诨蛴锌妆谝孕纬苫緩娜菁{區(qū)底部到頂部延伸的透氣壁。
步驟(c)可包括提供含有進料端和輸送端的柔性導管，從進料端向輸送端通過輸送端加入粒狀固體，和手動導引輸送端以排出粒狀固體到基本垂直頂部開放導管部分以外的所需位置的步驟。優(yōu)選進行粒狀固體的此排料使得固體并不通過自由下落高度經歷自由下落，該自由下落高度大于由固體供應商或制造商推薦的自由下落高度或其適度倍數(shù)，如至多1.5倍制造商推薦的最大安全自由下落高度。由操作者使用的這樣進料導管可包括短襪狀物、滑槽、或含有滑槽的短襪狀物，布置它們以由短襪狀物的下端進料。此外在步驟(c)中，如果這是中空的和頂部開放的，可以將導流板護罩裝配到最上面的剛性柱狀部分的頂部以防止粒狀固體落入各自的剛性柱狀部分。導流板護罩可以是裝配到最上面剛性柱狀部分的頂部與最上面導流板護罩的較窄端和截頭圓錐形導流板護罩?？梢詷嬙爝@樣的導流板護罩以在基本垂直頂部開放剛性柱狀部分中提供支撐機構，操作者可站立在該支撐機構上。因此導流板護罩可以形成為桶狀設備的一部分，該設備支撐在最上面柱狀部分的開放頂部和使得操作者在桶狀設備內站立及他身體的上半身，典型地從腰部向上，伸出到在導流板護罩以上。
柱狀部分可以是中空的和可以是頂部開放的。如果最終由柱狀部分形成的導管要用作反應物的入口通道或用作反應產物流的出口通道，它們一般是頂部開放的。在其上操作者可站立的支撐機構可包括位于最上面柱狀部分之上或之中的單獨填充平臺的部件?；蛘咧螜C構可以整體地與柱狀部分形成。在此情況下，可以在導管部分頂部以下的方便高度提供地板，該地板固定到柱狀部分上和在反應器開始操作之后保持位置。如果柱狀部分是中空的和含有穿孔壁或有孔壁以形成導管，該導管要用作反應物的入口通道或用作反應產物混合物的出口通道，則地板是穿孔的，例如由膨脹金屬網(wǎng)制成。另一方面，如果柱含有無孔壁和希望為不透過氣體的，如在軸流反應器的情況下，則地板正常地是實心的。
此外如果它是中空的，第一柱狀部分，以及每個其它柱狀部分可在它的上端具有整體導流板護罩，如截頭圓錐形導流板護罩，以在催化劑的裝載期間在站立在支撐機構上的操作者對它的密切監(jiān)督下，降低或基本消除催化劑顆粒進入各自導管部分的危險。再次在此情況下，在反應器開始操作之后導流板護罩保持位置。
優(yōu)選容納區(qū)包含選自換熱管、為此的支撐件、和擋板的內構件。
優(yōu)選粒狀固體是粒狀催化劑，例如甲醇合成催化劑。
盡管可以成功地實施本發(fā)明的方法以從固體容納區(qū)底部向上延伸形成單個基本垂直的柱，可優(yōu)選在容器中形成兩個或多個這樣的柱以允許固體容納區(qū)由粒狀固體的令人滿意裝載。在這樣的情況下，兩個或多個柱正常布置在容納區(qū)的垂直軸上和/或對稱地在容納區(qū)的垂直軸周圍。
本發(fā)明進一步設想一種限定催化劑容納區(qū)的反應容器，該催化劑容納區(qū)包含粒狀催化劑的裝料，催化劑容納區(qū)中含有在整個高度上具有基本均勻橫截面的基本垂直柱，該基本垂直柱從催化劑容納區(qū)的底部向上延伸并由多個單獨的柱狀部分一個裝配在另外一個之上形成，每個柱狀部分的水平橫截面足夠大以容納操作者身體并且高度不大于約10英尺(約3.05米)，所述垂直柱基本沒有催化劑顆粒。這樣的反應容器可具有一個或多個用于反應物、冷物料等的入口，以及一個或多個用于反應產物流的出口。此外，這樣的反應容器可以具有內構件如換熱管、用于換熱管的支撐件、分布器、和擋板。
因此看出本發(fā)明提供改進的反應器設計和裝載催化劑的方法，它們不由催化劑自由下落高度限制，允許空隙填充程度的經常檢查，通過提供均勻的粒子分布和粒子的無規(guī)取向而提供更均勻的床，在填充過程期間允許由呆板計算進行裝載密度的校核，當填充進行時允許進行裝載的校正，在催化劑更換期間允許管子和管組合體的檢查和修理，允許反應器設計的顯著標準化，和允許經濟性改進以增加現(xiàn)有反應器能力。實質上，沒有管子的反應器中心芯用于得到裝載催化劑的通路，保證填充空隙，檢查裝載密度等。當填充進行時，通過加入無孔部分，或用于徑向流反應器的穿孔部分直到足夠填充催化劑容納區(qū)，而完成該芯。當加入它們時，該部分提供當填充進行時操作者站立以監(jiān)督和檢查填充的位置。特別是對于大反應器，由此中心芯損失的催化劑床的比例較小。對于徑向流反應器，由于中心芯可成為反應物的中心分布器或反應產物流的中心收集器，損失甚至更小和沒有損失。
由于催化劑床的深度不再由催化劑顆粒的脆性限制，即不由催化劑顆料的最大安全自由下落高度限制，可以構造包含催化劑固定床的反應器，它比迄今為止可能的較為更高。反而反應器高度的限制因素現(xiàn)在成為在靜負荷下催化劑的破碎強度。依賴于催化劑的破碎強度，現(xiàn)在可以構造和操作含有催化劑固定床的反應器，該催化劑固定床至多為約100英尺(約30.48米)或更大，如至多約150英尺(約45.72米)或更大，條件是催化劑具有足夠高的破碎強度。


為使本發(fā)明可以清楚地理解和容易進行到效果，現(xiàn)在僅通過實施例，參考所附的圖描述根據(jù)本發(fā)明采用催化劑裝載反應器的優(yōu)選方法，其中圖1是在由易碎粒狀催化劑，如甲醇合成催化劑填充過程中的早期階段，通過徑向流反應器，例如徑向流甲醇合成反應器的垂直截面，它包含多個換熱管；圖2是顯示裝載過程以后階段的通過圖1反應器的相似垂直截面；圖3是圖1和2反應器的水平橫截面；和圖4-6顯示通過反應器另外設計的水平橫截面。
具體實施例方式
由本領域技術人員理解的是，由于附圖是示意性的，為簡便起見省略設備的許多部分。這樣的部分包括，例如，各個換熱管，這些換熱管的支撐件，圖1和2反應器的頂部和底部部分，換熱流體的入口和出口，閥門，壓力調節(jié)器，壓力釋放閥，熱電偶，氣體分布器等。
參考附圖的圖1-3，徑向流反應器1包括環(huán)狀區(qū)域2，該環(huán)狀區(qū)域包含多個換熱管，在它們之間的空間要由催化劑填充。這些換熱管連接到適當?shù)娜肟诤统隹诩?未示出)用于熱換流體的引入和除去。換熱管在限定催化劑容納區(qū)上端的上隔離件(未示出)和限定催化劑容納區(qū)下端的下隔離件(未示出)之間延伸。環(huán)狀區(qū)域2的外部由外穿孔篩網(wǎng)3約束，該篩網(wǎng)3在它和反應器的壁4之間確定用于合成氣的環(huán)狀進料通路5。篩網(wǎng)3也用于在環(huán)狀區(qū)域2中保持催化劑顆粒。
在裝載過程開始時，將第一基本垂直頂部開放導管部分6放置在催化劑容納區(qū)的底部上。此第一導管部分6具有穿孔或其它形式的有孔壁和水平橫截面以至少容納操作者身體的腳和腿。它的直徑可以是，例如約18英寸(約0.46米)-約24英寸(約0.61米)。此導管部分的高度優(yōu)選不大于約10英尺(約3.05米)，和典型地小于約6英尺(約1.83米)。
在導管部分6的最上端上放置桶狀填充平臺7。這包括地板8，在過程的下一階段期間操作者可站立在地板上，布置此地板8使得操作者的腳和腿在桶狀平臺7以內，而他身體的上部分，典型地從約腰部以上，突出該平臺的頂部。平臺7也包括截頭圓錐形導流板護罩9，它的更窄端位于最上面。此導流板護罩9希望基本避免當反應器1由催化劑裝料填充時，催化劑顆粒進入平臺7的危險。
當操作者站立在地板8上時，將包含催化劑的短襪狀物(sock)(未示出)通過在反應器1頂部的開放孔口降低到他。此短襪狀物可以在它的下端設有滑槽(也未示出)，該滑槽足夠窄以通過換熱管之間的徑向間隙以促進區(qū)域2中催化劑顆粒的均勻裝載。操作者可然后操縱催化劑填充短襪狀物的底端和連接到其上的任何滑槽，以引起催化劑顆粒進入環(huán)狀區(qū)域2和裝滿在單個換熱管之間的空間。在此過程期間，如需要他可以使用耙子以使已經傾入的催化劑表面變平或保證它在換熱管之間的空間中均勻分布。由于當將催化劑填充入反應器時，他的位置與催化劑表面很接近，他容易保證將催化劑均勻填充入在各個換熱管，它們的支撐件，和存在的任何擋板或氣體分布器之間的空間，以及填充入圍繞導管部分6的環(huán)狀空間10。選擇導管部分6的高度和地板8的位置使得操作者可容易密切監(jiān)督催化劑進入?yún)^(qū)域2和10的裝載而不允許催化劑顆粒通過足夠的自由下落高度下落，以損害顯著比例的催化劑顆粒。如果催化劑容易碎裂，則可能必須降低導管部分6的高度以降低對催化劑顆粒損害的危險。
在裝載催化劑的上表面達到平臺7的頂部之前中斷裝載。然后優(yōu)選將短襪狀物與任何相關的滑槽一起從反應器1抽出，或，如果更適當?shù)匾苿拥搅硪粋取?br> 操作者然后騰空平臺7，升高該平臺以允許另外的導管部分11安裝到導管6開放上端的頂部上。導管部分11可具有陽端部分，該陽端部分可裝配入在導管部分6上提供的陰承窩，或導管部分11可具有陰承窩，該陰承窩可裝配在導管部分6的陽頂端上。或者導管部分11可以螺桿連接到或焊接到導管部分6上。
然后如需要在將催化劑填充的短襪狀物再次通過反應器1頂部中的開放孔口降低到他，以允許他裝載更多催化劑入環(huán)狀區(qū)域2和10直到導管部分11的頂部之前，可以在導管部分11的頂部再放置平臺7以允許操作者繼續(xù)他在其中站立在地板8上的位置。
如需要可以重復此過程直到已經將完全的催化劑裝料裝載入反應器1。
由于導管部分6，11等是穿孔的或另外有孔的，它們可一起形成反應產物混合物的出口通道。在此情況下，環(huán)狀空間10可用作絕熱反應區(qū)。
本領域技術人員容易理解的是，如需要，由導管部分6，11等形成的導管可或者用作合成氣的進料通道，而環(huán)狀通道5用作反應產物混合物的出口通道。
不提供單獨的填充平臺7，或者可以提供導管6，11等，每個導管部分具有關于導管6，11等位于基本相應于地板8高度的整體地板。這樣的地板是穿孔的，例如，它可以由膨脹金屬篩網(wǎng)組成。如需要，在此情況下導管部分6，11等也可具有相似于護罩9的整體導流板護罩。在此情況下，在反應器開始操作之后整體地板和整體導流板護罩保持位置。
圖4是具有外壁22和外篩網(wǎng)23的反應器21另外形式的水平橫截面，該外篩網(wǎng)與外壁22確定用于合成氣的環(huán)狀入口通道24。在外篩網(wǎng)23內部的空間由垂直擋板26區(qū)分，以形成中心三角形截面空間26和空的空間27，28，29。參考號30，31，32表示具有垂直換熱管(未示出)的區(qū)域，該換熱管用于由本發(fā)明的方法采用催化劑填充。這樣的區(qū)域在水平截面中是基本圓狀梯形；換言之它們在橫截面中具有基本梯形的形狀及弓形凸側邊代替梯形的一個平行邊。
通過在另一個部分的頂部上安裝一個而形成垂直擋板25，該部分的高度典型地不大于約10英尺(約3.05米)和優(yōu)選為約4英尺(約1.22米)-約8英尺(約2.44米)，例如約6英尺(約1.83米)。可以在催化劑的裝載期間，以類似于其中裝載催化劑和如關于圖1-3所述安裝導管部分6，11的方式的相似方式，組合這些部分以形成擋板25，以形成三角形截面中心芯26。
在另外的實施方案中，在三個部分33，34，35中制備每個擋板25。部分33和35從催化劑容納區(qū)的頂部向底部延伸和然后部分34被建立和以導管7，12所述的方式相似的方式將催化劑引入?yún)^(qū)域30，31，32以形成中心芯及它的中空空間26。
圖5是含有中心芯32的軸流甲醇合成反應器31的水平橫截面，由與圖1-3導管部分6和11的導管部分相似的方式建立起該中心芯。參考號33表示包含垂直換熱管的含催化劑區(qū)域。(未示出單個的換熱管)。在反應器31中，沒有相應于圖1-3反應器的篩網(wǎng)3的外篩網(wǎng)。
圖6是橫向流反應器41的水平橫截面。由相似于圖1和2的導管部分7和12的導管部分建立起它的中心芯42。區(qū)域42由垂直換熱管(未單個示出)填充。穿孔篩網(wǎng)43從合成氣的入口通道45分隔區(qū)域44，從入口46提供合成氣。穿孔篩網(wǎng)47從反應產物混合物的出口通道47分隔區(qū)域44，該反應產物混合物可通過出口49離開反應器41。通過使用本發(fā)明的方法，由甲醇合成催化劑的顆粒填充在換熱管周圍區(qū)域42中的空間。
盡管已經關于裝載粒狀甲醇合成催化劑入甲醇合成反應器說明了本發(fā)明，理解本發(fā)明的范圍不限于這樣的應用，但可以應用于任何易碎粒狀固體進入容器的裝載。因此本發(fā)明的教導可同等于應用于氨合成催化劑、加氫脫硫催化劑、脫硫介質(如氧化鋅)、離子交換樹脂、吸收劑、吸附劑等進入任何所需形狀反應器的裝載，該反應器不僅僅包括圓形截面容器而且包括正方形或六邊形水平橫截面的容器。
通過考慮下表可以進一步理解本發(fā)明的益處，該表給出基本圓形橫截面的軸流反應器不同設計的尺寸。在此表中，芯體積是由中心軸向導管占據(jù)的體積，由本發(fā)明的方法從多個導管部分形成該導管，每個導管部分具有水平橫截面和半徑為約300mm。
表

備注(1)表明自由下落高度不是限制反應器高度的因素。
權利要求
1.一種限定催化劑容納區(qū)的反應容器，該催化劑容納區(qū)包含粒狀催化劑的裝料，催化劑容納區(qū)中含有在整個高度上具有基本均勻橫截面的基本垂直柱，該基本垂直柱從催化劑容納區(qū)的底部向上延伸并由多個單獨的柱狀部分一個裝配在另外一個之上形成，每個柱狀部分的水平橫截面足夠大以容納操作者身體并且高度不大于約10英尺(約3.05米)，所述垂直柱基本沒有催化劑顆粒。
2.根據(jù)權利要求1的反應器，其中柱狀部分是中空的并形成基本從容納區(qū)底部到頂部延伸的導管。
3.根據(jù)權利要求2的反應器，其中柱狀部分包括穿孔壁或有孔壁。
全文摘要
本發(fā)明提供向含有粒狀固體容納區(qū)的容器(1)中裝載粒狀固體的方法。此方法包括在容納區(qū)的底部提供第一基本垂直的剛性柱狀部分(6)，該剛性柱狀部分的水平橫截面足夠大以容納操作者身體。支撐機構(7，8)與基本垂直剛性柱狀部分結合，操作者可站立在該支撐機構上。向容納區(qū)中加入粒狀固體以在基本垂直剛性柱狀部分(6)周圍分布粒狀固體，在容納區(qū)中粒狀固體的上表面達到基本垂直剛性柱狀部分(6)的頂部之前，中斷加入。然后在第一柱狀部分的頂部上布置另外的基本垂直剛性柱狀部分(6)，該另外基本垂直剛性柱狀部分的水平橫截面與第一剛性柱狀部分的水平橫截面相似，因此在反應器(1)中與第一柱狀部分形成第一導管。重復這些步驟足夠多次直到已經將所需數(shù)量的粒狀固體加入到容納區(qū)中。
文檔編號B01J8/02GK1724136SQ200510083618
公開日2006年1月25日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權日2001年6月21日
發(fā)明者西蒙·R·厄爾利 申請人:戴維加工技術有限公司