[发明专利]用于催化剂颗粒的固定装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于催化剂颗粒的固定装置，其中催化剂颗粒存在于散料中，所述散料构造成能够沿重力方向由气流流动通过。

背景技术

例如在用于气相反应的反应器中催化剂可以以颗粒的形式存在于固定床散料中，所述固定床散料由气流沿重力方向流动通过。这里必要的是固定所述颗粒，以便避免不希望的颗粒运动，因为通过这种运动会出现磨蚀形式的磨损现象或者由于颗粒分解成较小的碎块而导致的损失。与此会在催化剂床中出现较高的压力损失或者随气流输出的颗粒碎块会在后面的设备部件中产生不希望的效果。

在一些情况下，在气相反应，例如丙烷脱水或丁烷脱水中，这个问题变得更为严重，在这些反应中，处理气体和反应气体在进入催化剂散料之前必须相互混合。为此例如将量较小的气流喷射到具有高速度的另一个气流中，其中只允许该气体混合物在进入催化剂散料之前的自由空间中停留很短的时间。除了高流动速度以外，这还导致喷嘴到催化剂表面较小的距离。通过对催化剂表面的冲流形成的湍流，在一些情况下甚至局部形成的涡流以及回流会导致，催化剂颗粒不希望地进入运动，这在长期上会导致所述的磨蚀和/或颗粒破碎。

为了避免这种不利的后果，已知各种不同的处理方式。例如在催化剂床上施加一层很大的、多数对于要求的反应为惰性的颗粒。这例如也可以是较大的陶瓷球，所述陶瓷球和大的颗粒一样固定位于其下的由很小的催化剂颗粒组成的散料。这里问题是，特别是在上面所述的其中要求气体混合物在催化剂散料前面的空余空间中有特别短的停留时间的方法中，为了流动通过陶瓷球，气体在进入催化剂层之前的逗留时间明显被延长。因为在球体散料的内部局部的通道和空余空间会阻碍进一步的混合，必须在所述球的上方就已经实现最佳的混合，从而对球体的流动通过只是提高了停留时间，但不会起到混合路段的作用。

在采用与催化剂颗粒相比较大的球时，一个问题在于，这种球在工业用反应器中经常会导致不规则的散料，其中，催化剂散料朝向气体喷嘴的表面也是不规则的。由于所述较大的球导致的明显较为粗大和随机地结构化的表面提高了形成局部的涡流和循环区域的趋势，这会附加地对气体混合物的停留时间产生不利的影响。

另一种已知的将催化剂颗粒固定在固定床散料中的可能性在于，用一固定安装的孔板覆盖所述散料。这里出现了这样的问题，即催化剂散料在运行过程期间可能沉降并下沉。由此在孔板的下方可能形成局部的空腔，在这些空腔中又可能形成循环区域和类似的湍流，这又导致颗粒运动，并具有上面所述的不利的结果。这种效应由于穿过孔板中的孔的加速的气体入流还会加强。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于催化剂颗粒的固定装置，特别是在沿重力方向被流动通过的固定床散料中，所述固定装置避免了上面列举的缺点并且特别是具有较小的单位压力损失。即使在由于运行导致的可能的污染的情况下所述压力损失也保持较低，所述固定装置对流动通过的气体的停留时间的影响尽可能小，使得即使在高的冲流速度下也能实现可靠地压低催化剂颗粒，并具有一定的柔性/灵活性，以便能够与散料的变化相适应。

本发明通过一种具有权利要求1的特征的用于催化剂颗粒的固定装置来实现所述目的。

利用根据本发明的固定装置，例如在如在本申请人的DE 103 59 744A1中记载的反应器中，在催化剂颗粒的散料上铺放一层金属编织物，所述金属编织物由多个单个的相互牢固编结的金属编织元件组成。通过这种金属编织物的自重压低所述颗粒。此外通过最上面的颗粒层的卡接(verkanten)在金属编织物内部还防止颗粒的横向运动。

所述金属编织物的厚度较小，从而气体在进入催化剂层之前为了流动通过所需的时间非常短。通过其金属编织物横截面与材料厚度的有利的比值使得压力损失较小。此外金属编织物是柔性的，从而即使催化剂散料的下沉也不会导致金属编织物的下侧失去与催化剂颗粒表面的接触，从而即使在这种情况下也如上所述保持可靠的固定。

本发明的有利的实施形式由各从属权利要求得出。例如设定，金属编织物构成为，使得一金属编织元件的可能的最大空余横截面小于催化剂颗粒最小的横截面。由此防止催化剂颗粒向上穿过金属编织物升腾并可能被破坏。这里还以特别有利的方式和形式实现了所述的卡接效果，从而即使在流动通过的气体流动速度高时也确保可靠的固定。

可以设定，各单个的金属编织元件具有闭合的形状。由本身闭合的金属编织元件组成的金属编织物相对于自重提供了一种特别有利的柔性的特性，这对于固定装置的功能起积极的作用。