专利名称：在催化床中分布气体及在非均相合成反应器中用最小面积支撑催化剂的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种提供最小面积的器壁以达到最佳气体分布并在径向或轴-径向流反应器的催化床中支撑催化剂的系统。
众所周知，对于利用固定床的非均相合成反应，例如氨、甲醇或其它产物的合成，使气体在上述反应器的整个催化剂中达到均匀分布是非常重要的。
而且，在催化床中用于分布气体并容纳催化剂的器壁，除了确保正确的气体分布(在床的整个高度上均匀分布，使气体对催化剂的冲击降至最低，以避免沟流和损坏催化剂)外，还必须有足够的机械强度以支撑催化床。
事实上，由于放置催化剂和由于使用高温所产生的热膨胀，还必须考虑器壁所承受的热应力和机械应力。
因此，如果系统正确地运行，除了气体的均匀分布之外，其机械支撑作用也是很重要的。
所以，选择构成催化床支撑壁并同时保证最佳气体分布的各种构件的最佳物理尺寸，是解决这一难题的一个关键因素。
另一个关键因素是在高压下操作时，提供面积或径向厚度最小的所述壁的可能性，以保证在这种昂贵的容器体积最小的条件下实现催化床的最大可用体积(催化床的最大体积)。
为此，所述壁通常由几种功能不同的构件构成。
如欧洲专利申请0265654及尚未对公众公开的一份近期专利申请已描述的那样，容纳催化剂的器壁可由三种构件组成a)一种薄透气构件(例如多孔壁)，其唯一的作用是造成必要的压降，以保证气体沿床的整个高度均匀分布;
b)一种容纳催化剂(例如网)但不构成催化床机械支撑的构件，其压降很低;
c)一种位于构件a)和构件b)之间的厚的中层构件，其作用是机械地支撑催化床并为更好的气体分布提供空间，该构件例如由一层带有“桥式”孔眼的壁组成。
上述空间必须完成下述任务-避免来自造成压降的构件a)的高速气体直接冲击催化剂;
-在床的整个高度上均衡进入催化床的气流。
该申请提出的用三种部件a)、b)和c)组成一个系统的解决方案已被证明是极其有效的。它同时且以最佳方式解决了气体分布、催化床中催化剂可靠的机械支撑和放催化剂筒的容器可用体积的最充分利用的难题，从而克服了现有技术如美国专利1118750和1352550中存在的限制和缺点。
然而，可以证明，在特定情况下，除了过于昂贵以外，从构造观点考虑，上述系统太复杂，且过于费力。
继之于上述研究，本发明所要实现的出人意料的目的是，提供一种具备并改进了三构件壁的操作优点，但不存在其缺点的系统。
由下面的描述可以明显看出，由本发明开头和权利要求1所述的一种系统可以实现发明的所有目的，其特征在于，该系统由下述构件构成a)一种单层构件，具有能保证产生必要压降的透气部分和作为催化剂机械支撑的不透气部分;b)一种容纳催化剂的透气性构件，它直接与催化剂和a)构件起机械支撑作用的部分相接触。
按照一种特别简便有利的实施方式，单层构件a)通过邻接起机械支撑作用的不透气性凸起部分和能产生必要压降的透气性穿孔部分而形成，所述孔位于上述相邻的凸起之间，容纳催化剂的构件b)直接支撑在a)的凸起部分上。通过将容纳催化剂的构件b)支撑在部件a)的凸起部分上，对应于a)的未凸起部分形成了一个空间，空气穿过该部分的孔后实现了所希望的降压，然后流过该部分，因此，收到了所需的效果。
所述空间避免了来自孔的高速气体对催化剂的直接冲击，并均衡了沿催化床整个高速进入催化床的气流。在三构件系统中，已经描述了这些重要的特点。
此外，这样作还得到了若干优点，其中值得一提的是，因为该器壁仅由两种构件组成，所以可以更加充分地利用放置催化剂筒的容器的可利用体积(壁的尺寸更小)，而且，合成反应器的构制也就更加容易了。
下面，通过详细描述非限定性附图所示的实施例，将更容易理解本发明的各种内容及优点。
图1是本发明两构件器壁一部分的局部正视图;
图2是本发明两构件器壁一部分沿轴向平面纵向剖开的局部视图;
图3是本发明两构件器壁一部分的局部俯视图。
具体地讲，图1表示一个至少由一个产生压降的透气性构件Ep和一个支撑催化剂的构件Ec组成的壁P。透气性构件Ep具有依次凸起的不透气区域Bi和不凸起的可由孔Fi透气的区域A。
如图2所示，构件Ec支撑在沿纵轴y-y可以看到的构件Ep的凸起区域Bi上。
以这种方式，对应于未凸起区域A，在Ep和Ec之间形成空间Ii，该空间可使穿过所述构件Ep的孔Fi后的气体G在渗入催化剂C之前膨胀。
图3表示所要求保护之系统的壁的截面，其中所用的符号显然与图1和2具有相同的含义。
很明显，图1中线St以正视图的方式局部地表示壁P表面的剖面，即支撑催化剂的网Ec。
权利要求
1.提供在径向或轴一径向流反应器的催化床中实现气体最佳分布和支撑催化剂和最小面积的器壁的系统，其特征在于，它由下述构件构成a)一种具有能产生必要压降的透气性部分和对催化剂起机械支撑作用的不透气部分的单层构件；b)一种容纳催化剂且与催化剂及a)中起机械支撑作用的部分直接接触的透气性构件。
2.按权利要求1所述的系统，其特征是，单层构件a)通过连接起机械支撑作用的不透气性凸起部分和能够产生必要压降的透气性多孔部分而形成。所述孔位于所述相邻的凸起部分之间。容纳催化剂的构件b)直接支撑在a)的凸起部分上。
3.按权利要求2所述的系统，其特征是，容纳催化剂且支撑在构件a)凸起部分上的构件b)对应于a)的不凸起部分形成一种空间，气体穿过该部分的孔实现所需降压后流过该空间。
全文摘要
提供在径向或轴一径向流反应器的催化床中实现最佳气体分布和支撑催化剂的最小面积的器壁的系统，由a)一种具有能产生必要压降的透气部分和对催化剂起机械支撑作用的不透气部分的单层构件；b)一种容纳催化剂并与催化剂和a)中起机械支撑作用的部分直接接触的透气性构件组成。
文档编号B01J8/00GK1054381SQ9110121
公开日1991年9月11日 申请日期1991年2月27日 优先权日1990年2月27日
发明者昂伯托·扎拉, 吉奥里奥·帕加尼 申请人:阿莫尼·卡萨尔公司, 昂伯托·扎拉