[发明专利]在用于执行多相催化气相反应的反应器中安装整料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在用于执行多相催化气相反应的反应器中安装整料(单块料，Monolithen)的方法。

背景技术

用于执行多相催化气相反应的反应器通常包含多个由陶瓷材料组成的整料。在其侧面边缘处，在穿过整料的通道的方向上，这些整料通常由金属壳体包围以保护脆性的陶瓷材料。由于整料并非始终都是非常平坦的，所以单个的整料直接组装而不在其间使用密封元件是有问题的。另外，该陶瓷整料具有明显比金属壳体低的热膨胀系数，因此在高温反应器(即，尤其在高于400℃或者高于500℃的反应温度下)中将发生陶瓷整料与金属壳体之间的距离变化。

现有技术的方法需要巨大的支撑力以由整料和密封元件(膨胀垫)获得无旁通的整料系统。

发明内容

本发明的一个目的是，提供一种不存在上述缺点的、在用于执行多相催化气相反应的反应器中安装多个整料的方法。

已发现，此目的通过一种安装整料的方法实现，所述整料均由具有多个相互平行的通道的陶瓷块形成，多相催化气相反应的反应气体混合物能够经所述通道流入用于执行多相催化气相反应的反应器中，其中，所述整料并排地和上下地堆叠在反应器的内部空间中，其特征在于，所述整料通过垫相对彼此密封并相对于所述反应器的内壁密封，每个垫都包括在安装于所述反应器中之前被完全包封在合成材料膜中的膨胀垫，其中，将由合成材料膜包封且容纳所述垫的内部空间抽真空，并且其中，在安装于所述反应器中之后将由合成材料膜包封且容纳所述垫的内部空间去除真空。特别地，可通过刺穿和/或烧除合成材料膜而对容纳所述垫的内部空间去除真空。

用在执行多相催化气相反应的反应器中的整料例如在WO-A2012/084609中已知和描述。整料由包覆有催化活性材料的陶瓷材料形成。

在第一优选方案中，所述整料以具有竖直布置的通道的一个或并排的多个水平层的形式安装在所述反应器中，使得每个层充分填充反应器的横截面，其中，在连续的层之间设置有间隔件以空出尤其用于温度测量的测量元件可被引入其中的腔室。多相催化气相反应的反应混合物竖直地流经整料的竖直布置的通道。所设置的间隔件的示例是尤其具有10至30mm宽度并且安装在整料的任意两个连续水平层之间的金属带，因此这些整料根据金属带的宽度而间隔开。金属带优选可以是成角度的；这增加了它们的刚度，并且它们可以支承更高的重量。

在又一种优选方案中，整料在反应器中安装成使得其中的互相平行的通道在反应器中是水平的。为此，两个或更多整料并排地和上下地布置，具有以相互平行布置方式对齐的通道，并由金属封壳沿通道的纵向在其外周包封以形成整料模块。所述整料模块以具有水平布置的通道的方式安装在所述反应器中。

为了扩大面对流体的区域，有利的是，两个或更多整料模块被彼此上下堆叠以形成整料模块堆垛。

在另一可行的实施例中，两个或更多整料模块堆垛以前后方式安装在所述反应器中，以增加容量或实现期望的转化。

优选地，包围整料的金属封壳在其两端稍微突出到整料之外，尤其是突出约5至10mm。结果，金属封壳用作彼此上下堆叠的整料层之间的间隔件。因此空出的腔室可有利地用于通过金属封壳的突出边缘中的孔和/或钻孔简单地引入用于温度测量的多个热电偶。

优选地，金属封壳的位于整料的前方和后方的彼此相对的两侧利用金属支柱被焊接在一起，因此确保了金属封壳中的整料模块的机械稳定性。金属封壳因此可以制造得更薄。

结构的模块化形式确保了用于将整料安装在反应器中和从中移除的更简单的操纵。由于可以在反应器外部准备针对催化剂改变的替代系统，因此能够延长运转时间。

由于该金属封壳，将整料模块经由导轨推入反应器和从反应器拔出是很简单的。

在此使用的垫是平面成型物，该平面成型物具有两个彼此相对的主表面以及与所述主平面垂直布置的两个前端面。

所述垫包括膨胀垫，即在高温下膨胀(鼓胀)的纤维垫。膨胀垫通常由硅酸盐例如硅酸铝、可膨胀云母例如蛭石和有机粘结剂组成。例如，可从3M购得膨胀垫。

然而，有机粘结剂具有全系列的不利特性，更具体地，它们由于挥发物的气体挥发和催化剂毒害而导致恶臭公害。因此，越来越需要以下的膨胀垫：即，基于膨胀垫的总重量，膨胀垫具有从以前的约12至14wt％到当前的约2至5wt％、尤其是3至4wt％的有机粘结剂的降低的有机粘结剂水平。然而，降低的有机粘结剂水平使得膨胀垫更脆，更不容易塑性变形，并且更难以操纵。