用于化学反应器的催化剂筒的制作方法
【技术领域】
[0001] 本装置用于包含催化剂的用于化学反应器的筒，所述筒可以作为带有新鲜的或再 生的催化剂的单元替换。
【背景技术】
[0002] -些化学反应需要使用非常不稳定的催化剂，比如自燃催化剂，其不能以常规方 法装入反应器中。例如，一些催化剂的反应性使得它们在置于反应器流中之前必须保持密 封在惰性气氛中。
[0003] 希望的是具有一种用于将这种活性催化剂转移至反应器，而不需要将包含的催化 剂与周围空气接触的系统。还将有利的是具有一种系统，其中将催化剂装载入反应器和从 反应器中卸载可以比常规反应器系统以更短的时期完成。
[0004]很少的现有技术专利致力于处理这些需求。例如，Dewdney等人的美国专利号3， 986，985公开了，熔融并固化的含有至少96.5%的具有1.2:1至1.4:1的氧/铁原子比的氧化 铁的氧化铁催化剂通过在氢中加热被活化并用于有机化合物的氢化，尤其是己二腈向六亚 甲基二胺的氢化。该专利建议了，可以将催化剂容纳在筒中，所述筒可以被单独转移至反应 器，但没有公开或提示所述筒或反应器的任何设计。
[0005] Schirmer等人的美国专利号7，638,039公开了对在反应器内的催化剂的原位替 换。在一个实施方案中，所述装置包括在催化反应器中原位替换催化剂体的方法，所述方法 包括从催化反应器内催化层的至少一个模块化部分原位移除催化剂体并且用包含催化功 能的替换体原位替换移除的催化剂体，其中所述层内总催化剂体的至少10%被替换。然而， Shirmer等人没有公开最初如何用不稳定的催化剂，比如必须在惰性气体下保持的催化剂 装载反应器。
[0006] 然而，在很多利用颗粒催化剂的向下流动(down-flow)工序中，经常发生问题:在 加工进程中产生的催化剂细粉在催化剂床的上层之间筛分(sift)并且阻碍通过下面催化 剂床的剩余部分的工艺流程。 【实用新型内容】
[0007] 本申请公开了一种在避免与周围空气接触的密封条件下包含催化剂的筒，其可容 易地转移至化学反应器中，并且其中通过独特的入口设计防止催化剂细粉受阻碍过程的影 响。
[0008] 在一个方面，所述装置属于一种用于化学反应器的催化剂筒100,所述催化剂筒 100包含：圆柱形外壳110,所述圆柱形外壳110具有顶端105和底座106;-个或多个在所述 底座中的出口孔116;内部立管120，所述内部立管120具有位于所述底座中的入口孔120a， 并且具有上部和在所述外壳内的催化剂床115的顶部115a上方终止的顶端，所述上部由多 个开口 122穿孔，所述开口 122延伸至低于所述催化剂床的所述顶部。当跨顶部细粉层的压 降随时间增加时，更多的流入自动导向通过多个开口 122,进入细粉层下的催化剂床115。此 设计可以防止催化剂细粉妨碍通过催化剂床的剩余部分的工艺流程。
[0009] 在另一个实施方案中，所述多个开口是约翰逊筛140。约翰逊筛允许反应物流出催 化剂床，但防止催化剂颗粒回流入入口立管。
[0010] 有利地，所述多个开口 122从恰好低于所述催化剂床的所述顶部115a处延伸进入 所述催化剂床115达所述立管120长度的约10%，或甚至延伸入所述催化剂床115达所述立 管120长度的约25%。
【附图说明】
[0011]根据在此仅作为说明并参考附图给出的用于化学反应器的催化剂筒的详述，申请 人在本文中公开的内容的更多的细节和优势将变得清楚，在附图中：
[0012] 图1是本实用新型的装置的催化剂筒的平面图；
[0013] 图2是本实用新型的装置的催化剂筒的侧视图；
[0014] 图3是图2的催化剂筒沿线3-3的剖视图；并且
[0015] 图4A和4B是约翰逊筛(j〇hns〇nscreens?_)的平面图；并且
[0016] 图5A和5B是约翰逊筛的部分的详细视图。
【具体实施方式】
[0017] 本文所述的是一种容纳催化剂尤其是不稳定的催化剂的用于插入化学反应器的 筒。在一些化学反应中，经常为粒料或颗粒等形式的催化剂当活化时非常不稳定，并且甚至 可能自燃，必须将整个催化剂床覆盖在非反应性气体如氮，或其它气体如惰性气体中。
[0018] 当需要这种催化剂时，装载和卸载反应器可能非常危险，因为必须避免与周围空 气的接触。因此，催化剂不能仅以常规方式倒入催化剂床中，而是如上文所述，在装载和卸 载操作期间必须用非反应性气体覆盖。
[0019] 申请人开发了一种独特的系统，用于通过使用筒，将这种不稳定的催化剂运输和 转移至、运输和转移入以及运输和转移出化学反应器，所述筒填充有在其化学活化之前的 催化剂，并且在催化剂活化和插入反应器过程中相对周围空气密封。所述不稳定的催化剂 颗粒在高压过程期间通过位于筒底部产品出口上方并且围绕在筒内的穿孔立管的顶部的 约翰逊筛保留在筒中。
[0020] 在一个实施方案中，所述穿孔是在立管的顶部中钻的孔。在优选的实施方案中，所 述穿孔由坐落在立管顶部中的约翰逊筛形成。即，立管的上端在在约翰逊筛中终止，其允许 反应物流出催化剂床，但防止催化剂颗粒回流入入口立管。
[0021] 现在将更具体地描述附图中描述的实施方案中的装置。
[0022] 图1是本实用新型的装置的催化剂筒100的平面图，所述催化剂筒100具有圆柱形 外壳110,所述圆柱形外壳110具有顶端105,底座106,所述底座106被用于输入化学反应物 的内部立管（未显示）的下端的入口孔120a和一个以上用于化学产物的出口孔116穿孔。化 学反应完全在筒100中发生，可以容易地将周围空气排除在其外。
[0023]图2是图1结构的侧视图。立管入口孔120a位于底座106的中央，以接受匹配的入口 管(未示出），通过所述入口管，化学反应物进料至反应器筒100中。催化剂筒100的顶端105 设置有多个连接于其上表面的吊环155,便于用高架起重机提起筒100,将其放入反应器容 纳容器或转化器中以及将其从反应器容纳容器或转化器移出。
[0024]图3是图2沿线3-3的剖视图，表明催化剂筒的内部结构。立管120的上端延伸至接 近筒顶部并且在催化剂床115顶部115a上方(为了清楚仅部分显示），使得进入筒的化学反 应物被转运至催化剂床的顶部115a，它们通过重力渗透经过催化剂床，或由反应物进料的 压力推进经过催化剂床。立管120的上端可以是开放的，用于将进入的反应物递送至和穿过 催化剂床的顶部115a，并且可以是由多个开口 122穿孔达立管120总长度的约10%至25%， 向下进入催化剂床115。所述开口 122由