[发明专利]平面催化剂填充物

说明书

本发明涉及一种催化剂填充物，其包括第一层平面催化剂材料和位于所述第一层上的第二层平面催化剂材料，其中第一层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此依靠以形成邻接边缘，其中第二层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此依靠以形成邻接边缘，并且其中第二层的板相对于第一层的板以这样的方式设计和/或布置，使得第二层的一个邻接边缘或多个邻接边缘不与第一层的一个邻接边缘或多个邻接边缘对齐。

技术领域

本发明涉及催化剂填充物，其包括多层平面催化剂材料。

背景技术

原则上这种催化剂填充物是已知的并且通常容纳在反应器中，在反应器中，待催化转化的物质横向，尤其是与催化剂材料层成直角地流过催化剂填充物。在这方面，停留时间的受控分布对于许多非均相催化转化是决定性的，以控制催化过程的活性和选择性。这在具有特别大尺寸的反应器中和在反应物在催化剂填充物中的停留时间特别短的反应中是尤其重要的，对应于所有动力学控制的反应，例如甲醇转化为甲醛、奥斯瓦法(Ostwald-Verfahren)或安德鲁索夫法(Andrussow-Verfahren)中的反应。此外，特别是在气态或液态反应物的氢化中，均匀的反应物流动特性是有利的。

减少反应器中的真空空间并最终由此增加反应器中活性物质的量，对于所有非均相反应通常是有利的，因为这有助于提高所用的反应器的每单位体积的总工艺效率，因此也可能提高给定反应器体积的每次产物输出。例如，这在长链烃中的天然气(主要是甲烷)的非均相催化转化(气-至-液)中是特别有利的。

此外，反应器填充物对非均相催化转化期间的温度监测具有决定性影响。特别地，通过减少催化剂床内的真空空间可以显著改善热量的供应和去除。在高放热反应中这尤其能减少热点以及增加工艺稳定性。

为此目的，在较小的反应器中，各层可以利用连续的催化剂材料板来实现，即每个板完全填充反应器的内部横截面。单片反应器填充物也适用于此。然而，当反应器的尺寸远大于各个催化剂材料板的尺寸使得催化剂材料层必须由多个板组成时，发现用催化剂材料填充反应器是有问题的，因为在此存在这样的风险，即由相邻板之间的邻接边缘形成流动通道，从流动方向看，该流动通道延伸通过至少大部分催化剂填充物，并在空间上部分显著减少待转化物质的停留时间，最终大大降低催化剂效率。

发明内容

本发明的基本目的是提供一种催化剂填充物，其在较大的反应器中也提供理想的催化剂效率。

提供了具有权利要求1的特征的催化剂填充物来满足上述目的。

根据本发明的催化剂填充物包括第一层平面催化剂材料和布置在其上的第二层平面催化剂材料，其中第一层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此邻接同时形成邻接边缘，其中第二层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此邻接同时形成邻接边缘，并且其中第二层的板相对于第一层的板进行配置和/或布置，使得在第一层的邻接边缘和第二层的邻接边缘投射到共同平面上时，第一层的邻接边缘不与第二层的邻接边缘具有超过一个的公共点。第一层的板和第二层的板可以例如具有不同的形式，和/或它们可以被布置为相对于彼此偏移和/或旋转，特别是使得相邻层的邻接边缘不包括直角。

换句话说，本发明的基本思想是通过对相邻层中的板进行目标配置和/或布置，来提供相邻层中的邻接边缘彼此间隔开或者最好相交的延伸，但绝不是一致地设置在彼此之上(即相互覆盖)。以这种方式防止了通过邻接边缘形成流动通道，这会导致待被催化剂材料转化的物质流过板而不是穿过板。结果，根据本发明，避免形成严重的流动通道，并且确保了在催化剂填充物中待转化的物质具有理想并且可设定的停留时间，从而确保了催化剂材料的理想利用并因此确保了最大化的催化剂效率。

根据本发明的催化剂填充物可以例如用于非均相催化反应中。非均相催化反应的反应物和产物在此可以以气态和/或液态形式存在。此外，根据本发明的催化剂填充物可以用于长链烃中天然气的转化、烃的氢化/脱氢、氧化反应(尤其是部分氧化反应)、甲醇至甲醛的转化、奥斯瓦法或安德鲁索夫法中。