[其他]床填充材料

说明书

本发明涉及一种床填充材料，即一种用来填充以形成床的固体元件，这类床被广泛用做蒸馏柱填料、催化剂、吸收剂和吸附剂。本发明的元件具有规则的形状，这和粉碎与研磨生产的不规则形状有所不同。

床填充材料的效率与元件的几何表面积（即GSA）对其所占体积的比值有关，亦即就园柱状外形的元件而言，体积V指长度等于元件的长度L，直径等于元件的直径的园柱体积。为了增加这个效率，最好增加GSA/V的比值。

当然这可以靠增加GSA和/或减小V，同时又保持同样的几何形状来达到。然而减小V，也就是把元件制得更小的缺点是增大了流体通过元件床的流动阻力，导致了流入和流出床层的流体之间压力差的增加。因此希望对任何应用都只增加元件的GSA，而同时保持V不变，虽然，正如下文叙述的，这可能会多少减小一些V，但不致明显增加压降。增加GSA，同时维持V不变可以靠提供一个或多个通过元件的孔道来达到。

关于这类元件已经有不少的建议。最简单的形式，一种具有单一同心园柱形通孔的园柱形元件，已被广泛地作为催化剂载体及其它床填料来应用了。

具有多个园柱形通孔的元件也已经在例如GB-A-2057905和DE-A-2425058中透露了。外形为园柱形而其中具有多个非园柱形孔道的元件已经在US-A-4089941，US-A-4233187和US-A-4510261中被提出了。在后几篇文献中，元件具有“饼式扇形”或正方形截面的通道。

与元件的外部尺寸相比较，通孔的数目、尺寸和形状更能影响GSA增加的程度，亦即影响GSA/A的比值，其中A是提供通孔以前元件的几何表面积;亦即对长为L、直径为D的园柱体外形的元件而言，A是长为L，直径为D的实心园柱体的表面积。

为了较大程度地增加GSA/V的比值而提供通孔，迄今为止都导致了使元件具有显著的几何空隙率GV，可以把GV看成是通孔的总体积与V的比值。然而常常希望在元件里提供尽可能多的固体物质，特别是当这些物质是催化剂、吸收剂或吸附剂的时候更是如此。还有，几何空隙率愈低，元件抗破碎的强度就愈大。在过去的建议中，提供通孔来使GSA/A有足够的增加，以使到GSA/V值变高，结果导致了GV高到对许多应用不可接受的地步。

在本发明中这些缺点得以克服是靠向元件提供相对地较大数目的通孔，相对于元件的截面积来说，每一个通孔所有的截面积是相当小的。

因此，本发明以元件形式提供床填充材料，每个元件具有：

（a）基本上均匀的截面;

（b）长度L与名义截面直径D的比值至少为0.5，最小长度及名义截面直径至少为3毫米;以及

（c）大量的基本上为均匀截面的通孔，它们沿纵向穿过元件，其有效直径为0.03至1毫米，每平方厘米元件截面积上至少有20条通孔;

上述通孔数目以及它们的大小与上述长度L及名义截面直径D的关系应使得每个元件具有：

（ⅰ）几何空隙率GV不大于0.40;

（ⅱ）几何表面积GSA对长为L，直径为D的园柱体体积V的比值至少为10厘米^-1;以及

（ⅲ）GSA对GV及A的乘积的比值至少为15，其中A是长为L直径为D的园柱体的表面积。

元件最好是园柱形或正多边形棱柱的外形，例如：正六边形的截面。

元件的名义截面直径这里定义为与不含通孔的元件截面积相等的园的直径。对园柱形元件而言，当然D就等于元件的外径。

同样，通孔的名义直径d定义为与每个通孔截面积相等的园面积的直径。

通孔最好具有园形截面，当然其它形状的截面也能应用。通孔的有效直径de在这里定义为四倍的通孔截面积除以通孔截面的周长。〔对园形截面的通孔而言，有效直径就等于通孔截面的直径，而对具有正多边形截面的通孔来说，有效直径是内切园的直径。注意，只在园形截面通孔的情况下，有效直径和名义通孔直径是一样的，均等于实际通孔直径〕。

元件的长度对名义直径之比，亦即纵横比，至少为0.5，较好为0.5至3，最好为0.5至2，特别好为0.75至1.5。

长为L，名义直径为D，且具有n条名义直径为d的通孔的元件，其几何表面积GSA可由下式给出：

GSA＝π〔2L（D₁+nd₁）+D²-nd²）〕/2