專利名稱：用于測量固體對反應(yīng)器均勻填充的方法
用于測量固體對反應(yīng)器均勻填充的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量反應(yīng)器或柱塔的固體的均勻填充的方法、以 及實現(xiàn)該方法的裝置。
在化學(xué)反應(yīng)技術(shù)中，對于裝置的效率而言，固體對反應(yīng)器的均勻
填充是非常關(guān)鍵的。例如，固體是任意的填料或催化劑。
這些固體可以具有不同的成分和幾何形狀。它們可以是球形、實
心或空心柱形、或圓環(huán)形，但是其它的幾何形狀也是可行的。
如果在用于催化劑反應(yīng)的管束式反應(yīng)器或板式反應(yīng)器中例如使用 固體，則目的是確保這些反應(yīng)器的均勻填充。
專利公開文獻EP-A-873783公開了用于管式反應(yīng)器中的溫度測量 的裝置和方法。在具有測溫裝置的管式反應(yīng)器中，存在這樣的問題， 與沒有測溫裝置的管式反應(yīng)器相比，這種裝置、例如熱電偶或電阻溫 度計改變了管式反應(yīng)器中的流分布以及因而壓降特性。
該技術(shù)問題由以下特征解決a)固體顆粒的質(zhì)量與對應(yīng)的管式反 應(yīng)器的開口橫截面積之比；以及b)在對應(yīng)的管式反應(yīng)器橫截面內(nèi)的壓 降，它們是相同的。此后，在具有較大橫截面的管中，需要裝填足夠 多量的催化劑，從而在同一填充高度獲得可比較的壓降。
專利公開文獻EP-A-1270065涉及反應(yīng)器空間內(nèi)的壓力的在線測 量(inline measurement),這是通過將具有壓力傳感器的桿通過反應(yīng)器 蓋伸入固體床(solid body bed)中實現(xiàn)的。這是測量裝置內(nèi)的壓力的 傳統(tǒng)方法。如果想要確定所有管的背壓(backpressure),大體上有上 千個管，使用這種方法將無法獲得真實結(jié)果，這是因為所述桿影響了 氣體的流。而且，幾千個管中的壓力測量在現(xiàn)場也是付出高費用才能 實現(xiàn)的。因此，幾千個桿必須被導(dǎo)入反應(yīng)器中。
專利公開文獻WO 02/074428公開了用于測量填充有催化劑的化 學(xué)反應(yīng)器管的背壓的裝置和方法。
該裝置包括彼此相互固定的一捆測量管，它們彼此之間的間距必 須匹配管束式反應(yīng)器中的各反應(yīng)器管的間距。
密封借助于可膨脹的密封件實現(xiàn)。并不提供除塵。
本發(fā)明的目的是提供一種靈活的方法，以便測量固體對反應(yīng)器的
均勻填充；以及適于實現(xiàn)本發(fā)明的裝置。
本發(fā)明涉及測量反應(yīng)器或柱塔中固體均勻填充的方法，其中所述 量反應(yīng)器或柱塔具有至少兩個反應(yīng)室，所述反應(yīng)室彼此相互隔離并且 填充有固體，所述反應(yīng)室尤其是反應(yīng)管，所述方法通過以下步驟實現(xiàn)
a) 同時地經(jīng)由對應(yīng)數(shù)量的單獨安裝的氣體或液體入口 (測量管) 將具有相同成分和量的氣體或液體流通入這些反應(yīng)室(反應(yīng)管)中的 至少兩個；
b) 同時地在每個這些測量管測量背壓；并且
c) 集中記錄所確定的值；
該方法的特征在于，灰塵通過抽吸作用從固體填料上方的容積經(jīng) 由測量管的下端周圍的環(huán)形間隙沿縱向排出，禾P/或產(chǎn)生的背壓允許衰 減(decay)。
為此，測量管與反應(yīng)管之間的包括柔性固體的連接密封被疏松，
從而在固體床上方的空間與環(huán)形間隙之間形成孔口 。
經(jīng)由該環(huán)形間隙，然后例如，實現(xiàn)抽吸排出，或者實現(xiàn)壓力擴張。
形成環(huán)形間隙的封管還仍然后包圍反應(yīng)管或反應(yīng)空間的孔口。
特別有用的反應(yīng)器是管束式反應(yīng)器或者這樣的反應(yīng)器，其中所述 反應(yīng)器具有由熱學(xué)片材彼此相互隔離的反應(yīng)與傳熱空間。
所述柱塔例如是吸收塔。
大體上，利用包括惰性氣體、空氣或它們的混合物的氣體。 固體床是對于氣流的阻抗，降低流速并聚集背壓。 在這種情況中重要的是，恒定容積流速經(jīng)過固體床。氣體的容積 流速大體上具有250至5000 1/h的流速，氣體的進入壓力應(yīng)該是在1 bar g至50barg的范圍內(nèi)，尤其是從在1至10barg的范圍內(nèi)，氣體的溫 度大體上是在從10至5(TC的范圍內(nèi)。理想地，合適的氣體是惰性氣 體、空氣或它們的混合物。
為了恒定計量(測量)氣體，例如是使用具有如圖1所示結(jié)構(gòu)的 裝置，其中，a代表平行氣體管線的數(shù)量。
計量在這樣的情況下被認(rèn)為是恒定的，即氣體的流速變化小于
+/-2.5%，特別合適的流速具有小于或等于+/-1 %的波動。
有利地，例如，在直至15個平行的氣體管線內(nèi)測量背壓，特別地
在直至IO個氣體管線內(nèi)進行測量，特別有利地在直至5個氣體管線內(nèi)
進行測量。如果得到了不同的測量值，則例如用作為催化器的固體的
填充不是均勻的，并且必須改進。
根據(jù)本發(fā)明可以在同時進行多個氣流的測量，可以實現(xiàn)檢測反應(yīng)
器填充的節(jié)約時間的方法。
均勻性被認(rèn)為是變化最大為+/-5 %。
本發(fā)明還涉及用于測量固體對反應(yīng)器的均勻填充的裝置，其中所 述反應(yīng)器包含至少兩個反應(yīng)室或反應(yīng)管，其中
a) 包括彼此并不緊固在一起的至少兩個用于恒定計量氣體或液 體流的裝置，并與之相關(guān)的是，包括同樣對應(yīng)數(shù)量的下述裝置，所述 裝置具有用于測量背壓的測量管以及用于記錄測量值的中央數(shù)據(jù)存儲 器；
b) 所述測量管被引入到所述反應(yīng)室或反應(yīng)管中或安坐在它們上， 沿縱向在引入端被包封，從而形成具有通氣端口的環(huán)形間隙；并且
c) 該管殼比測量管長，具有比進入孔口更大的橫截面，所述測量 管引入到所述孔口中或安坐在其上；
d) 將進入孔口緊密包圍，從而在針對背壓的測量操作過程中沒有 氣體泄漏。
為了背壓的測量，例如，來自根據(jù)如圖1所示裝置的氣流經(jīng)由如 圖2所示的裝置通入填充有固體的管中。使用例如來自Ashcroft公司 的商業(yè)上可獲得的傳統(tǒng)的壓力傳感器測量所產(chǎn)生的背壓，其中所述傳 感器理想地安裝在如圖2所示的氣體輸入裝置中。傳感器的壓力范圍 必須從0延伸至2500 mbarg，但是特別地從0至1000 mbar g。所確定 的壓力數(shù)據(jù)被傳輸至電子存儲器，所述電子存儲器可以存儲最多60000 個壓力數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)存儲器理想地應(yīng)該與壓力傳感器一起被容納在一 個單元內(nèi)。
所引入的或安坐的測量管被包封，從而形成環(huán)形間隙(圖2中的
位置5)。由此，帶有電荷材料的灰塵通過抽吸被排出，在測量管與例 如反應(yīng)管之間的緊密連接被疏松時?；覊m通過抽吸排出對于滿足工作 要求的安全性而言是非常重要的。帶有電荷的固體必須不包含有害灰 塵(toxic dust)。經(jīng)由該環(huán)形間隙，在測量管內(nèi)部產(chǎn)生的由于背壓導(dǎo)致
的過壓可以在器具取出時向上釋放。經(jīng)由4和5的抽吸排出然后同樣 確保了灰塵通過抽吸被排出并且安全地去除。
帶套殼的外壁理想地以這樣的方式被制造，其可以附著作為保護 用的柔性密封件6。在這種情況中，其可以是金屬罩，其沿分離的方 向(solution direction)根據(jù)彈簧的原理擴展或者可被推壓到一起，并 且位于反應(yīng)器管的壁的外側(cè)上。
另外，可以經(jīng)由該環(huán)形間隙將壓力的擴張與關(guān)閉氣流7結(jié)合，從 而不僅氣流7還有來自填充的管的回流氣體(back-flowing gas)通過 抽吸被排出。
回流還可以疏松上側(cè)固體床，并且因而以簡單的方式降低降低由 最上側(cè)床中的精細(xì)灰塵或者任意填料的過緊填實所造成的過大的背 壓。
另外，根據(jù)本發(fā)明可以測量管中的壓力，所述管包含例如熱電偶， 其從所述管向上引出。在這種情況下，凹部形成在密封件6中，所述 凹部以緊密配合的方式接收所述熱電偶。
可以經(jīng)由計量孔件8檢測背壓的測量值或者使用該計量孔件校準(zhǔn) 器具。為此，計量孔件8被推壓在測量管上，而不是反應(yīng)器管上，并 且確定背壓。所述孔件的直徑應(yīng)該對應(yīng)于反應(yīng)器管的直徑。所述孔件 的洞的寬度被選擇成，由于該計量孔件所產(chǎn)生的背壓是在通過利用填 充的反應(yīng)器管測量獲得的測量值的范圍內(nèi)。
該方法并不限于作為測量流阻力的背壓的測量。
同樣可以采取反應(yīng)器填充關(guān)于氣流的其它效果作為測量的基礎(chǔ)， 例如，固體床中的壓降或流速。
氣體流速可以作為容積流速或質(zhì)量流速被測量。


圖1示出了均勻計量通過多個平行管線的氣流的裝置。
圖2示出了用于測量背壓的裝置。
1) 壓力計量儀，其中存儲合適的數(shù)據(jù)
2) 從裝置1進入的氣體
3) 在兩端開口的管中的固體床
4) 通氣端口，例如氣體和或沉通過抽吸排出
5) 環(huán)形間隙，外徑大于管橫截面
6) 密封件
7) 用于壓力增強引入的氣流
8) 用于校準(zhǔn)并檢測測量值的計量孔件。
權(quán)利要求
1. 一種測量反應(yīng)器或柱塔中固體均勻填充的方法，其中所述測量反應(yīng)器或柱塔具有至少兩個反應(yīng)室，所述反應(yīng)室彼此相互隔離并且填充有固體，所述反應(yīng)室尤其是反應(yīng)管，所述方法通過以下步驟實現(xiàn)a)同時地經(jīng)由對應(yīng)數(shù)量的單獨安裝的氣體或液體入口(測量管)將具有相同成分和量的氣體或液體流通入這些反應(yīng)室中的至少兩個；b)可以同時地在每個這些測量管測量背壓；并且c)集中記錄所確定的值；其特征在于，灰塵通過抽吸作用從固體填料上方的容積經(jīng)由測量管的下端周圍的環(huán)形間隙沿縱向排出，和/或產(chǎn)生的背壓允許衰減。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述固體床通過來 自固體填料上方的反應(yīng)管容積的測量氣體的回流被疏松。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用填充催化 劑的管束式反應(yīng)器。
4. 一種用于測量固體對反應(yīng)器的均勻填充的裝置，其中所述反應(yīng) 器包含至少兩個反應(yīng)室或反應(yīng)管，其中a) 包括彼此并不緊固在一起的至少兩個用于恒定計量氣體或液 體流的裝置，并與之相關(guān)的是，包括同樣對應(yīng)數(shù)量的下述裝置，所述 裝置具有用于測量背壓的測量管以及用于記錄測量值的中央數(shù)據(jù)存儲 器；b) 所述測量管被引入到所述反應(yīng)室或反應(yīng)管中或安坐在它們上， 沿縱向在引入端被包封，從而形成具有通氣端口的環(huán)形間隙；并且c) 該管殼比測量管長，具有比進入孔口更大的橫截面，其中所述 測量管引入到所述孔口中或安坐在其上；d) 將進入孔口緊密包圍，從而在針對背壓的測量操作過程中沒有 氣體泄漏。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于測量反應(yīng)器或柱塔的固體的均勻填充的方法、以及實現(xiàn)該方法的裝置。
文檔編號B01J8/06GK101378828SQ200780004898
公開日2009年3月4日 申請日期2007年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者A·菲舍爾, C·韋克貝克, J-O·巴爾特, W·伯克哈特 申請人:贏創(chuàng)德固賽有限責(zé)任公司