用于装填壳管式反应器的装料系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将充填材料例如环形催化剂体引入到壳管式反应器中的装料系统，其中所述装料系统具有充填设备，且特征在于所述装料系统包括至少一根软管或至少一根管子，所述至少一根软管或至少一根管子具有在所述壳管式反应器之外的外端部和在所述壳管式反应器的内部空间中的内端部且适用于将充填材料通过所述壳管式反应器中的开口输送至所述内部空间中。
【背景技术】
[0002]壳管式反应器是在碳氢化合物的工业催化氧化中使用的反应器，例如，在通过催化气相氧化邻二甲苯和/或萘制邻苯二甲酸酐中使用的反应器或在通过催化气相氧化丁烷制马来酸酐中使用的反应器。为此，将适用于反应的催化剂(通常为含钒的催化剂)引入到反应管中，且反应气体穿过反应管并从催化剂上通过。所使用的多个反应管并行地布置在反应器中，冷却剂围绕反应管流动。通常，所使用的冷却剂由盐熔体制成，例如NaNOjPKNO3的低共熔混合物。将催化剂以成形催化剂体的形式引入到反应管中并形成床。在最简单的情况下，使用均匀床，即由相同成形催化剂体组成的床。然后，使反应气体流过所述床，所述反应气体包含例如含氧气体(例如空气)和待氧化的碳氢化合物(例如邻二甲苯、萘或丁烷)的混合物。在反应管中已经发生反应之后，包含邻苯二甲酸酐的生成气体经由壳管式反应器的下部分中的反应器出口排出。
[0003]近来，也已经实现了具有2万至4万根反应管的超大型壳管式反应器。首次装料后，壳管式反应器需要定期重新充填以便替换耗尽的成形催化剂体。手动充填这样大量的反应管是非常耗时的。由于反应管上方的空间通常有限，对于任何所需数目的人员来说同时进行充填也不太可能。因此，除了工资成本之外，反应器的经营者还需要承担充填期间的高额停机时间成本。
[0004]通常，壳管式反应器需要装填不同的充填材料或不同的成形催化剂体。充填材料或成形催化剂体可以具有不同的性质，接着以预定的充填量被引入到反应管中，例如以便在反应管中获得不同充填材料的床。这里，重要的是用正确的充填高度和正确的压实度装填各个独立反应管以及特别是所关心的充填材料以相应的所需量存在于每个反应管中。
[0005]壳管式反应器提出了一项特殊的挑战，即由于运行的经济和技术原因，壳管式反应器要在反应器顶盖就位的情况下被充填，这种壳管式反应器被称作封闭壳管式反应器。对于工厂经营者来说，优点在于由于拆装所需的时间缩短，生产车间停机时间减少。另一方面是反应器顶盖的密封。一般来说，在反应器具有超过约1.8万根管道的情况下，主要采用在反应器顶盖就位的情况下替换催化剂的技术。在过去，这样的尺寸导致反应器顶盖密封件处反复地发生泄漏。反应器制造商通过以固定的方式将反应器顶盖焊接至反应器来解决这个问题，但是这增加了拆装的难度。这种反应器的催化剂量在20-40公吨的范围内，并且通常，只有经由仅60-100厘米内径的人孔才能将催化剂引入到反应器上板的内部区域(下文称为内部空间)中。
[0006]这发生在DE 102004023249 Al描述的工艺中，其借助于需要手动穿过人孔给到充填人员的各个预先按比例配制的催化剂袋。在封闭壳管式反应器的情况下，另一个困难在于内部空间中工作高度较低。由于反应器顶盖呈凸形，这主要在靠近反应器外壁的周边区域是个问题。反应器中央的工作高度为约100-120厘米，而在周边区域中，工作高度降低为约30-45厘米。
[0007]DE 202008004922 Ul提出了通过提供一种用于将充填材料如粒状固体引入到壳管式反应器中的装料系统来简化并高度自动化壳管式反应器的装填，其中，所述装料系统包括具有多个计量室和可更换盒的充填设备，其中每个计量室伸出至供料装置中，可更换盒可以放置在充填设备顶部并具有多个前室。当可更换盒被放置在充填设备上时，前室能够与充填设备的计量室流体连通。此时，使用的是运输车，其能够容纳并移动装料盒，并将装料盒放置在充填设备上。然而，此处提出的设备具有使用不方便的缺点，并且所述设备也是借助于压缩空气进行操作，这额外使得安装困难。然而，首要地，沉重的被充填的可更换盒的输送存在不小的安全风险，因为可更换盒可能穿过人孔落下而伤害装料人员。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的是提供一种装料系统，借助于所述装料系统能够简单并安全地充填壳管式反应器。该目的是通过一种用于用充填材料例如催化剂成形体装填壳管式反应器的装料系统来实现的。所述装料系统包括充填设备，且其特征在于所述装料系统包括至少一根软管或至少一根管子，所述至少一根软管或至少一根管子具有在所述壳管式反应器之外的外端部和在内部空间中的内端部，其中所述至少一根软管或至少一根管子适用于将充填材料输送至所述内部空间中。
【附图说明】
[0009]图1示出了安装在壳管式反应器中的装料系统的横截面。
[0010]图2示出了安装在壳管式反应器中的装料系统的侧视图。
[0011]图3示出了安装在壳管式反应器中的装料系统的俯视图。
[0012]图4示出了所安装的装料系统的透视图。
[0013]图5示出了放大图，其描绘了借助充填设备将充填材料引入到反应管中。
【具体实施方式】
[0014]本发明的一个关键方面在于充填材料3通过至少一根软管5a或至少一根管子5b被输送至壳管式反应器2的内部空间8中，以便借助充填设备4充填其内存在的反应管12。所以，为此所需的装料系统I至少由装料设备4、软管5a或至少一根管子5b组成，软管5a或管子5b具有在壳管式反应器2之外的外端部6和在内部空间8中的内端部7，其中，所述至少一根软管5a或至少一根管子5b适用于将充填材料3输送至内部空间8中。为此，充填材料3在位于壳管式反应器2之外的外端部6处被引入到所述至少一根软管5a或所述至少一根管子5b中，这样，充填材料3再通过内部空间8中的内端部7离开所述至少一根软管5a或所述至少一根管子5b且可以被引入到充填设备4中。
[0015]DE 102005013845 Al中详细地描述了充填设备4。充填设备4用来将充填材料3以可控制的方式引入到反应管12中，以便在反应管12中形成具有一限定量的充填材料3并具有一限定的堆积密度的充填材料3的床。充填设备4在反应管12的管口的上部平面上操作，反应管以称作管板18的钢板结束。充填设备4通常设计为可以在每一种情况下同时充填多个反应管12。位于内部空间8中且称为内部可更换盒10的可更换盒可以与充填设备4并置(juxtaposit1n)。内部可更换盒10具有内部前室11，用于装填的限定量的充填材料3在进入充填设备4之前临时储存在内部前室11中。
[0016]当充填壳管式反应器2时，通常要移除反应器的朝向反应器的中心轴线伸入的上部分，即反应器顶盖21。根据本发明的壳管式反应器2优选为封闭壳管式反应器2。封闭壳管式反应器2的特征在于反应器顶盖21以固定的方式连接至剩余的反应器壳体。因此，仅经由一个或可选的多个开口 9或通过人孔才能够进入。当充填封闭壳管式反应器2时，由反应器壳体和管板18界定的反应管12上方的内部空间8仅能够通过这些开口 9进入。
[0017]软管5a或管子5b的数目优选为对应于与软管5a或管子5b连接的内部可更换盒10的内部前室11的数目。因此，随后在每一种情况下被引入至每个独立内部前室11中的限定量的充填材料3可以被引入到每根软管5a或每根管子5b中。接着，限定量的充填材料3可以例如在重力作用下从内部可更换盒10的内部前室11进入到与内部前室11连接的充填设备4中。在充填设备4的帮助下，充填材料3随后以可控制的方式、即在每一种情况下以预定量和预定堆积密度进入到反应管12中，不会在反应管12中形成中空空间。
[0018]作