CN109689200A - 平面催化剂填充物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种催化剂填充物，其包括第一层平面催化剂材料和位于所述第一层上的第二层平面催化剂材料，其中第一层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此依靠以形成邻接边缘，其中第二层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此依靠以形成邻接边缘，并且其中第二层的板相对于第一层的板以这样的方式设计和/或布置，使得第二层的一个邻接边缘或多个邻接边缘不与第一层的一个邻接边缘或多个邻接边缘对齐。

Description

平面催化剂填充物
技术领域
本发明涉及催化剂填充物，其包括多层平面催化剂材料。
背景技术
原则上这种催化剂填充物是已知的并且通常容纳在反应器中，在反应器中，待催化转化的物质横向，尤其是与催化剂材料层成直角地流过催化剂填充物。在这方面，停留时间的受控分布对于许多非均相催化转化是决定性的，以控制催化过程的活性和选择性。这在具有特别大尺寸的反应器中和在反应物在催化剂填充物中的停留时间特别短的反应中是尤其重要的，对应于所有动力学控制的反应，例如甲醇转化为甲醛、奥斯瓦法(Ostwald-Verfahren)或安德鲁索夫法(Andrussow-Verfahren)中的反应。此外，特别是在气态或液态反应物的氢化中，均匀的反应物流动特性是有利的。
减少反应器中的真空空间并最终由此增加反应器中活性物质的量，对于所有非均相反应通常是有利的，因为这有助于提高所用的反应器的每单位体积的总工艺效率，因此也可能提高给定反应器体积的每次产物输出。例如，这在长链烃中的天然气(主要是甲烷)的非均相催化转化(气-至-液)中是特别有利的。
此外，反应器填充物对非均相催化转化期间的温度监测具有决定性影响。特别地，通过减少催化剂床内的真空空间可以显著改善热量的供应和去除。在高放热反应中这尤其能减少热点以及增加工艺稳定性。
为此目的，在较小的反应器中，各层可以利用连续的催化剂材料板来实现，即每个板完全填充反应器的内部横截面。单片反应器填充物也适用于此。然而，当反应器的尺寸远大于各个催化剂材料板的尺寸使得催化剂材料层必须由多个板组成时，发现用催化剂材料填充反应器是有问题的，因为在此存在这样的风险，即由相邻板之间的邻接边缘形成流动通道，从流动方向看，该流动通道延伸通过至少大部分催化剂填充物，并在空间上部分显著减少待转化物质的停留时间，最终大大降低催化剂效率。
发明内容
本发明的基本目的是提供一种催化剂填充物，其在较大的反应器中也提供理想的催化剂效率。
提供了具有权利要求1的特征的催化剂填充物来满足上述目的。
根据本发明的催化剂填充物包括第一层平面催化剂材料和布置在其上的第二层平面催化剂材料，其中第一层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此邻接同时形成邻接边缘，其中第二层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此邻接同时形成邻接边缘，并且其中第二层的板相对于第一层的板进行配置和/或布置，使得在第一层的邻接边缘和第二层的邻接边缘投射到共同平面上时，第一层的邻接边缘不与第二层的邻接边缘具有超过一个的公共点。第一层的板和第二层的板可以例如具有不同的形式，和/或它们可以被布置为相对于彼此偏移和/或旋转，特别是使得相邻层的邻接边缘不包括直角。
换句话说，本发明的基本思想是通过对相邻层中的板进行目标配置和/或布置，来提供相邻层中的邻接边缘彼此间隔开或者最好相交的延伸，但绝不是一致地设置在彼此之上(即相互覆盖)。以这种方式防止了通过邻接边缘形成流动通道，这会导致待被催化剂材料转化的物质流过板而不是穿过板。结果，根据本发明，避免形成严重的流动通道，并且确保了在催化剂填充物中待转化的物质具有理想并且可设定的停留时间，从而确保了催化剂材料的理想利用并因此确保了最大化的催化剂效率。
根据本发明的催化剂填充物可以例如用于非均相催化反应中。非均相催化反应的反应物和产物在此可以以气态和/或液态形式存在。此外，根据本发明的催化剂填充物可以用于长链烃中天然气的转化、烃的氢化/脱氢、氧化反应(尤其是部分氧化反应)、甲醇至甲醛的转化、奥斯瓦法或安德鲁索夫法中。
从从属权利要求、说明书和附图中可以看到本发明有利的实施方式。
催化剂材料可以例如包括泡沫(特别是金属泡沫)、织物、网状物或丝网。
根据一个实施方式，第三层平面催化剂材料被布置在第二层平面催化剂材料上，第三层的催化剂材料包括至少两个板，每个板彼此邻接同时形成邻接边缘，并且其中第三层的板相对于第二层的板进行配置和/或布置，并且特别是被布置为相对于彼此偏移和/或旋转，使得在第二层的邻接边缘和第三层的邻接边缘投射到共同平面上时，第二层的邻接边缘和第三层的邻接边缘不具有超过一个的公共点。
在此，第三层的一个邻接边缘或多个邻接边缘可以与第一层的一个邻接边缘或多个邻接边缘一致地对齐。例如，可以想到的是偶数层和奇数层各自形成为相同的，从而存在两种类型层的交替存在，换句话说即层系统A-B-A-B……。
或者，第三层的一个邻接边缘或多个邻接边缘也可以不与第一层的一个邻接边缘或多个邻接边缘一致地对齐，使得在第一层的邻接边缘和第三层的邻接边缘投射到共同平面上，第一层的邻接边缘与第三层的邻接边缘不具有超过一个的公共点。例如，第三层还可以具有与第一层不同尺寸的板，和/或可以存在第三层同时相对于第二层和第一层的偏移和/或旋转，得到层系统A-B-C。
这样的三层层系统A-B-C可以在催化剂填充物中重复例如以形成总系统A-B-C-A-B-C……、A-B-C-B-A-B-C，或者也可以继续例如以形成总系统A-B-C-D-E……。在后一种情况下，因此存在多层平面催化剂材料，它们彼此层叠设置，并且每层包括至少两个彼此邻接同时形成邻接边缘的板，其中所有层的板彼此不同地形成和/或相对于彼此偏移和/或旋转，使得在所有层的邻接边缘投射到共同平面上时，不同层的两个邻接边缘不具有超过一个的公共点。
出于更简单和更低成本的生产能力的原因，每个板具有至少大致相同尺寸的层。因此，第一层和第二层的板以及特别是设置在其上的每一另外的层的板可以具有至少大致相同的尺寸。所有的板优选地具有基本相同的尺寸。板的厚度可以例如在1mm至200mm范围。
根据一个实施方式，第一层和第二层的板以及特别是设置在其上的每一另外的层的板可以形成为矩形。矩形板的使用特别适于这样的催化剂填充物，其被提供用于具有平底的反应器。
例如，每个板的宽度可以在20mm至3000mm的范围内，优选地在400mm至1100mm的范围内，并且长度可以在200mm至3500mm的范围内，优选地在800mm至1000mm的范围内。板的厚度可以在1mm至200mm的范围内。
应当理解，板的设计通常不限于矩形形状。也可以考虑不同的形状，例如任何期望的多边形，但也可以是部分的圆形形状或完整的圆形形状。
如果层的多个板连接形成板带(Plattenband)并且如果两个相互邻接的板带限定邻接边缘，则催化剂填充物可以以特别经济的方式生产。板带的层的相邻板在此可以分别重叠。如果板至少在它们的重叠区域中卷起，则在这种情况下可以实现板带的两个板特别简单的连接。可选地或另外地，还可以想到的是根据舌榫和榫槽的原理或者根据凹槽和凹槽的原理，将两个相邻的板彼此连接。另外可以想到的是，将相邻的板彼此缝接、焊接或压制，将它们钉合在一起，或以不同的方式将它们彼此连接。
如果要将催化剂填充物布置在具有鼓泡塔盘(Glockenboden)的反应器中，则如果第一和第二层的板，特别是设置在其上的每一另外的板以类似于梯形或扇形的方式来形成是有利的。然而，这种形状的板通常也适于具有平底的反应器的催化剂填充物，特别是如果反应器具有圆形内部轮廓。
第一和第二层的板，特别是设置在其上的每一另外的层的板有利地各自布置，同时形成圆形板环。应当理解，以环形布置的连续层的板相对于彼此具有角度偏移，以防止层的相邻板之间的邻接边缘与设置在其上的层的邻接边缘一致地对齐。因此，连续层的圆形板环相对于彼此围绕它们的中心旋转。
每个圆形板环有利地限定内圆。因此，以环形布置的板不会在中心汇集。而是提供了可以单独填充的中心区域，例如通过与圆形板环邻接或重叠的至少一个中心板来填充，从而避免形成中心流动通道。为了防止至少一个中心板和以环形布置的相应连续层的板之间的邻接边缘彼此一致地对齐，有利的是平面圆环的内径或连续层的至少一个中心板的直径是不同的。
然而，或者，也可以将所有层的圆形板环的内径配置为至少近似地相同。在这种情况下，由圆形板环限定的中心区域可以由端盖封闭，特别是由将板保持在一起的端盖封闭，以防止中心流动通道的形成。
端盖在此不是必须由催化剂材料形成。端盖例如可以是指定以环形布置的板的正确位置的定位器，和/或将板保持在其正确位置(例如将它们夹在一起)的位置保持器。
这种定位器和/或位置保持器通常也可以设置在不同的位置，例如在向其中引入催化剂填充物的反应器的壁处。这种定位器和/或位置保持器尤其也可以用于由矩形板构成的层的相对对齐。
不论板最终具有何种形状，特别是不论它们形成为矩形、梯形、另一多边形如圆形或类似于扇形的形式，都可以进一步简化催化剂填充物的制造，因为相互堆叠设置的相应多个板连接在一起形成沿至少一个方向倾斜设置的板堆，即每个后续的板相对于前一板在相同方向上偏移一定量，该偏移的量在一个方向上对于堆叠的所有板都是相同的。板堆的板可以都是相同类型的，例如矩形。板堆的所有板尤其可以具有相同的尺寸。或者，从堆叠方向看，板也可以变得较小；例如，板可以具有逐渐减小的宽度和/或长度。板堆的板可以彼此缝接、焊接或压制，可以彼此钉合或以不同的方式彼此连接。
为了形成催化剂填充物，多个板堆仅需要彼此相邻地布置，使得相邻板堆的倾斜侧彼此覆盖。然后，相邻的板堆可以被缝接、焊接或压制，可以彼此钉合或者可以以不同的方式彼此连接。
本发明的另一主题是反应器，其具有上述方式的催化剂填充物。
附图说明
下文中，参考可能的实施方式和所附的附图，仅以实施例的方式来描述本发明。其中：
图1是催化剂填充物层的第一变型；
图2是两层第一变型的第一种布置；
图3是两层第一变型的第二种布置；
图4是催化剂填充物层的第二种变型；
图5是一层第一变型和一层第二变型的布置；
图6是三层催化剂填充物的第一种布置；
图7是三层催化剂填充物的第二种布置；
图8是催化剂填充物层的第三种变型；
图9是三层第三种变型的布置；
图10A是由十三个板构成的模制件的第一实施方式；
图10B是由多个图10A的实施方式的模制件组成的催化剂填充物；
图10C是图10B的催化剂填充物的各个层的平面视图；
图11A是由十三个板构成的模制件的第二实施方式；
图11B是由多个图11A的实施方式的模制件组成的催化剂填充物；
图11C是图11B的催化剂填充物的各个层的平面视图；
图12是具有十三层的模制带的第一实施方式；
图13是具有十三层的模制带的第二实施方式；
图14是具有十三层的模制带的第三实施方式；
图15是具有十三层的模制带的第四实施方式；
图16是由多个图15的实施方式的模制带组成的催化剂填充物的各个层的平面视图；
图17A是由多层第四变型形成的催化剂填充物的透视图；
图17B是图17A的催化剂填充物的平面视图；
图17C是图17A的催化剂填充物的位置保持器；
图18是根据第五变型的两层；
图19A是根据第六变型的两层的平面视图；和
图19B是图19A的层的横截面图。
具体实施方式
图1示出了催化剂填充物层10的第一变型，其中催化剂填充物由多层催化剂材料构成并且提供用于布置在反应器中，反应器的内周由环形线12表示。在本实施方式中，反应器的内径为190mm。
催化剂材料可以例如是金属泡沫，其根据应用可以通过另外的反应性物质来涂覆。或者，催化剂材料也可包括织物、网状物或丝网。
层10由多个催化剂材料板14组成，其中催化剂材料板14在本实施方式中形成为矩形。大多数板14的长度为100mm且宽度为50mm，但是也使用方形的半板14。板14的厚度可以在1mm至200mm的范围内。将组装的板14沿环形线12切割成形，以建立适合于反应器的圆形的层10a。
板14彼此相邻地布置，使得各个相邻的板14彼此邻接同时形成邻接边缘16。纵向彼此相邻布置的板14形成板带18。相邻的板带18在此相对于彼此偏置，使得板带18内的相邻板14之间的邻接边缘16不与相邻板带18的相邻板14之间的邻接边缘16一致地对齐。最左侧的板带18在左侧与环形线12齐平地对齐，而图1中的两个中间板带18的上端与环形线12齐平地对齐。
各个板带18可以是已经预制的，其中形成相应板带18的板14彼此连接。如果催化剂材料例如包括金属泡沫，则相邻板14的连接足以使它们稍微重叠，例如超过几毫米的长度，并在重叠区域卷起。作为简单重叠的替代方案，板带18的相邻板14可以在其邻接边缘16处，以舌榫和舌榫的方式或舌榫和榫槽的方式彼此接合。在这种情况下，板带18还可以另外卷起；然而，取决于相邻板14的邻接边缘16的具体构造，这不是绝对必要的。或者，板14可以彼此缝接、焊接或压制，或者可以彼此钉合。
取决于催化剂填充物的期望厚度并且取决于各个板的厚度，催化剂填充物包括至少另外一个催化剂材料层，其布置在图1所示的第一层10a上方。这样的第二层10b可以像第一层10a那样配置。然而，在第一层10a上布置第二层10b时，为了避免不希望的流动通道，必须注意第二层10b的邻接边缘16b不与第一层10a的邻接边缘16a一致地对齐。为此目的，如图2所示，第二层10b可以例如以相对于第一层10a顺时针旋转240°的角度布置。在此，用于旋转的旋转中心由反应器的中心或环形线12的中心限定。或者，如图3所示，第二层10b也可以相对于第一层10a顺时针旋转125°的角度。通过两种旋转最终实现第一层10a的邻接边缘16a和第二层10b的邻接边缘16b可以以特定角度实际相交，但绝不是一致地相互设置。
如图4所示，如果第二层10b具有与图1中的第一层10a稍微不同的结构，从而形成第二层变型，可以实现相同的效果。具体地，图4中所示的第二层10b在右侧与环形线12齐平地对齐。另外，第二层10b的各个板带18b的纵向相对于第一层的板带18a移位，并且实际上中间的两个板带18b下端与环形线12齐平。如图5所示，在第一层10a上布置第二层10b时，第一层10不另外放置在图1所示的位置，而是另外顺时针旋转90°。
取决于催化剂填充物的期望厚度和各个板的厚度，催化剂填充物可以另外具有由多个板14c组成的第三层10c。在这方面，为了避免不希望的流动通道，必须注意第三层10c的邻接边缘16c也至少不与第二层10b的邻接边缘16b对齐。如图6所示，这可以例如通过以下方式来实现：第二层10b根据图4以非旋转的方式布置在根据图1配置的第一层10a上，即第二层10b的板14b在此仅偏离第一层10a的板14a，并且最后，图1的第一层10a顺时针旋转90°布置作为第二层10b上的第三层10c。在本实施方式中，确保第一层10a和第二层10b的邻接边缘16a、16b，以及第二层10b和第三层10c的邻接边缘16b、16c各自彼此不一致地对齐。然而，第三层10c的邻接边缘16c在第一层10a的邻接边缘16a上部分地一致，即在此存在第一和第三层10a、10c的邻接边缘16a、16c的某些对齐。然后，这不是特别关键的，因为第二层10b的板14b无论以何种方式都完全设置在它们之间，因此防止了连续流动通道的形成。
如图7所示，如果第一层10a相对于图1所示的布置顺时针旋转270°定位，如果图4的第二层10b布置在其上，并且如果第二层10b布置在其上作为第三层10c并且实际上相对于图4的位置顺时针旋转65°，则可以完全避免所有三个层10a、10b、10c的邻接边缘16a、16b、16c的对齐。如图7所示，第一、第二和第三层10a、10b、10c的邻接边缘16a、16b、16c相交；然而，不同层10a、10b、10c的邻接边缘16a、16b、16c没有叠加。
图8示出了用于直径为190mm的圆柱形反应器的催化剂填充物层10的第三变型。层10的这种变型最终仅在各个板14的尺寸上与图1所示的变型是不同的，在图8的变型中，各个板14分别具有40mm的长度和20mm的宽度。
以图8所示的层作为第一层10a开始，可以构建图9所示的三层催化剂填充物，其中图8的第一层10a顺时针旋转120°作为第二层10b，并且图8的第一层10a顺时针旋转180°布置在其上作为第三层10c。在该层系统中同样确保，相邻层10a、10b或10b、10c的邻接边缘16实际相交，但彼此不一致地对齐。然而，第三层10c的一些邻接边缘16c一致地设置在第一层10的邻接边缘16a上。然而，如已经提到的，这并不是特别关键的，因为第二层10b的板14b完全设置在它们之间，从而防止了连续的流动通道的形成。
代替从单个板14或从预制板带18构建用于层的催化剂填充物层，也可以由多个预制的模制件20来构成催化剂填充物，该多个预制的模制件20各自包括彼此层叠且彼此接触的多个板14。在此可以选择模制件20的板14的数量，使得模制件20的厚度已经对应于催化剂填充物的期望厚度。如果催化剂填充物的期望厚度大于各模制件20的厚度，则自然地可以将两层或更多层模制件20布置在彼此之上。
为了防止邻接边缘16在相邻模制件20的板14之间设置在彼此之上，并且防止形成不希望的流动通道，所得模制件20的与相邻模制件20相邻的侧表面22可以不与由模制件20的板14跨越的平面成直角延伸。相邻模制件20之间的边界表面以及相邻模制件20相互邻接的侧表面22应该总是倾斜地延伸到由模制件20的板14跨越的平面。为此目的，模制件20可以相应的斜面切割，或者倾斜的侧表面22可以由以阶梯方式突出的板14形成。
满足该标准的模制件20的第一实施方式如图10A所示。具体地，图10A所示的模制件20由十三个催化剂材料板14组成，这些板14彼此层叠，并且每个板具有80mm的宽度和200mm的长度。在这方面，板14不是彼此齐平地层叠而是形成平行六面体状的层堆叠，在两个方向上(即在它们的长度方向和宽度方向上)每次偏移5mm布置，使得模制件20具有平行六面体的形状。
为了形成催化剂填充物，将足够数量的模制件20彼此相邻地布置并切割成反应器的形状，催化剂填充物在反应器中使用。催化剂填充物例如图10B所示，其由8个图10A所示的模制件20组成，并且以适合于内径200mm的圆柱形反应器的圆形方式切割成形。
在图10B的催化剂填充物的上侧，可以识别出在此形成最顶层的第一层10的邻接边缘16。如图10C所示，由于板14的偏移，邻接边缘16在模制件20内，从最顶层10a开始沿催化剂填充物向下到达最底层10m(一层一层前进到图中的左上方)，由此确保不同层的两个邻接边缘16没有彼此一致地设置，即没有彼此一致地对齐。
应当理解，模制件20的设计不限于平行六面体。模制件20也可以形成为截断的金字塔形状，或者可以具有梯形棱镜设计或其他合适的设计。
例如，在图11A中示出了模制件20，其由彼此层叠的十三个矩形板14组成，所有板14的长度相同，但是板14的宽度从顶部到底部逐渐增加。在所示实施方式中，最顶部的板14'的宽度具体为44mm，而其下的板的宽度为47mm，向下的每个板的宽度以3mm递增，至最底部的板14”的宽度为80mm。因此，模制件20的横截面轮廓类似于梯形，更准确地说，类似于具有阶梯式倾斜侧边的梯形。所有板14的长度相同，在本实施方式中为200mm。然而，每个板14被布置为相对于在其下设置的板14偏移5mm，使得在纵向截面中观察到的模制件20的轮廓类似于平行四边形，更确切地说类似于具有阶梯式倾斜侧边的平行四边形。
为了形成催化剂填充物，多个图11A中所示的模制件20彼此相邻地布置，并且如图11B所示被切割成所需的形状，在此被切割成直径200mm的圆柱形。在此进行模制件20的布置，使得多个模制件20沿纵向一个接一个排列成行，相邻行的模制件20相反地布置，使得一行内相应最窄的板14'面向上而最宽的板14”相应地向下设置，而在相邻的行内是相反的，最宽的板14”面向上而最窄的板14'向下设置。从横截面看，模制件20的相邻行在此具有梯形样轮廓，并且基部交替地向下和向上设置。
图11C示出了相邻板14之间的邻接边缘16如何穿过催化剂填充物从层10至层10改变它们的位置。在该实施方式中，通过模制件20的倾斜侧面22也确保了通过催化剂填充物看，没有两个邻接边缘16是彼此一致设置或者彼此一致对齐的。
如果已经连接了多个模制件20以形成模制带24，并且相邻模制件20的各个板14理想地重叠，则可以简化催化剂填充物的制备。
图12例如示出了模制带24的第一实施方式，其由多个相同类型的模制件构成，并且各自具有平行六面体的设计，其方式类似于图10A所述的模制件20。即模制件20的所有板14具有相同的长度和相同的宽度，在此具体地为400mm×200mm，并且每个模制件20的板14被布置为相对于设置在其下的板、在彼此成直角的两个方向上发生偏移，即在它们的长度方向和宽度方向上发生偏移。另外，相邻模制件20的板14在重叠区域26中重叠。虽然在图12中仅示出了两个模制件20，但是应当理解，如果需要更长的模制带24，则相同类型的另外的模制件20可以与它们邻接。
图13中示出了模制带24的第二实施方式，其由两个模制件20组成，从横截面看，这两个模制件20具有梯形样设计，并且从纵向截面看，具有平行四边形样设计。因此，这些模制件20以与图11A中所示的模制件20类似的方式形成。在图13所示的实施方式中，相邻模制件20的板14也在重叠区域26中重叠。如果需要更长的模制带24，则相似类型的另外的模制件20可以与图13所示的两个模制件20邻接。
图14示出了模制带24的第三实施方式，其由多个相同类型的模制件20组成，每个模制件20由多个彼此层叠的直角板14构成。模制件20的每个板14的长度以如此方式从最底部的板14开始向上递减，使得从纵向截面看模制带24具有梯形样设计。具体地，最底部的板14具有400mm的长度，而最上部的板14仅具有200mm的长度。相比之下，模制件20的所有板14的宽度是相同的，并且模制件20的板14的纵向边缘彼此齐平布置，使得从横截面看模制件20具有矩形轮廓。相邻模制件20的板14在重叠区域26中重叠。
图15示出了模制带24的第四实施方式，其由多个相同类型的模制件20组成，每个模制件20由多个彼此层叠设置的直角板14构成。模制件20的所有板14的长度和宽度均相同。另外，每个模制件20的板14相对于设置在其下的板在其长度方向上偏移地布置，这使得模制件20从纵向截面看具有平行四边形样轮廓。在与其成直角的方向上，每个模制件20的板14的端部齐平，即从横截面看每个模制件20具有矩形轮廓。如前，相邻模制件20的板14在重叠区域26中重叠。
图16示出了十三层催化剂填充物的各个层10a至10m，该十三层催化剂填充物由六个图15所示类型的模制带24组成，这些模制带24彼此相邻地布置。从图16可以看出，由于模制带24内的各个板14的偏移，相邻模制带24之间的邻接边缘16逐层地进一步向右移动，这使得这些邻接边缘16都不会一致地设置在彼此之上，后者不仅适用于连续的层，而且适用于所有层10a至10m。
包含直角板14的上述催化剂填充物特别适用于具有平底的反应器中。然而，如果底部是弯曲的或球形的，例如在具有鼓泡塔盘的反应器中，则具有梯形样或扇形样形状的板14证明是更有利的。
因此，图17A示出了一种用于反应器的催化剂填充物，其中反应器具有鼓泡塔盘并且直径为例如2800mm，如前，所述催化剂填充物包括至少两层，每层由相同尺寸的多个(在本实施方式中为二十个)扇形样板14组成，这些扇形样板14彼此互补以形成圆形层，同时扇形样板14的尖端在圆的中心处相交。相邻的板14彼此邻接，同时形成径向延伸的邻接边缘16。
如图17B所示，相应的第二层10b布置在第一层上(未示出)，该第二层相对于圆心旋转一定角度，例如9°，使得第二层10b的邻接边缘16b(实线)不与第一层的邻接边缘16a(虚线)一致地对齐，即不是正好布置在它们之上。应当理解，可以提供相对于各自设置在其下的层同样旋转布置的其他层，以完成催化剂填充物，使得至少彼此直接设置的层的邻接边缘不会彼此一致地对齐。理想地，在每种情况下，层与层之间的偏移角度在相同方向上以一定的角度发生，该角度确保从整个催化剂填充物上方看没有两个邻接边缘彼此一致地对齐。
为了防止在催化剂填充物的中心形成不希望的流动通道，可以通过中心布置的位置保持器28紧紧地夹紧板14的径向向内的端部，位置保持器28在图17C中更详细地示出。位置保持器28包括圆柱形基体30，在其下端固定连接有径向突出的第一套环32并且在其上端连接有径向突出的第二套环34，使得板14径向向内的端部被夹紧在套环32、34之间。圆柱形基体30在其护套表面处具有角度标记，其指示板14的期望位置，由此位置保持器28不仅固定定位的板14，而且还便于板14的自身定位，因为它限定了板14的正确布置。
如图18所示，代替位置保持器28，每个层10的中心区域也可以填充有彼此相邻布置的多个中心板36，这些中心板36被切成圆形并与扇形样板14重叠。在相邻的中心板36a之间形成的层10a的邻接边缘16a，以及在相邻的中心板36b之间的设置在其上的层10b的邻接边缘16b彼此不一致地对齐，中心板26在层与层之间被布置成彼此偏移。替代地或另外地，连续层10的中心板36也可以相对于彼此旋转地布置。
应当理解，取决于由中心板36填充的中心区域的尺寸，布置成环形的板14不再需要以扇形的方式来形成，而是可以更短，即更类似于梯形样方式。
还应当理解，在足够小的中心区域的情况下，它也可以由单个中心板36填充，该单个中心板36特别地被切割成圆形。
如果中心板36和布置成环形的板14在层10内不重叠，而是彼此邻接形成环形线形式的邻接边缘，则设置在其上的层10的相应的一个中心板36或相应的多个中心板36应具有与设置在其下的中心板36不同的直径，以避免形成不希望的流动通道。在此，层类型A-B-A-B……、A-B-C-B-A-B-C……、A-B-C-A-B-C……和A-B-C-D-E……都是可以的。中心板36的直径优选地在整个催化剂填充物上逐层地变化。例如，中心板36的直径可以逐层地持续增加或减少。
如果中心板的直径以一种模式增大和减小，则可以是进一步有利的。由此可以精确地限定层沿催化剂床的高度的位置。在此还必须注意，两个连续层的邻接边缘不重叠。每层的中心板优选地具有与所有其他层不同的直径。
在图19中示出了一个实施方式，其中圆形中心板36仅由两个环形片段样板14围绕，这两个环形片段样板14径向向外邻近中心板36，并且彼此互补以形成封闭的板环。在所示的实施方式中，两个环形片段样板14都延伸180°的角度范围，即每个环形片段样板14都形成半环。然而，原则上，环形片段样板14也可以延伸不同的角度范围，或者多于两个的环形片段样板14可以彼此互补以形成闭合环，例如，三个环形片段样板14，每个延伸120°的角度范围。此外层结构不限于一个中心板36和一个板环。例如，可以围绕中心板36布置两个以上的板环，每个板环由两个或更多个环形片段样板14组成。
图19中所示类型的层10同时具有沿周向延伸的邻接边缘16'和沿径向延伸的邻接边缘16”。为了避免形成不希望的流动通道，如上所述的实施方式中必须注意两个连续层10的邻接边缘16不重叠。
如已经参照图18所解释的那样，为此目的，一方面，中心板36a、36b和相关的板环具有直径不同的连续层10a、10b。另一方面，一层10a的环形片段样板14围绕中心板36a、36b的中心布置，中心板36a、36b相对于下一层10b的环形片段样板14b旋转。
出于完整性的原因，在此必须指出，由扇形、梯形或环形片段样板14构成的催化剂填充物不仅可以用于具有鼓泡塔盘的反应器，而且同样适用于具有平面底部的反应器。
附图标记列表
10 层
10a 第一层
10b 第二层
10c 第三层
12 环形线
14 板
16 邻接边缘
18 板带
20 模制件
22 侧面
24 模制带
26 重叠区域
28 位置保持器
30 基体
32 套环
34 套环
36 中心板

Claims (15)

1.一种催化剂填充物，包括：
第一层(10a)平面催化剂材料和设置在所述第一层(10a)上的第二层(10b)平面催化剂材料，
其中，所述第一层(10a)的催化剂材料包括至少两个板(14a)，每个板(14a)彼此邻接同时形成邻接边缘(16a)；
其中，所述第二层(10b)的催化剂材料包括至少两个板(14b)，每个板(14b)彼此邻接同时形成邻接边缘(16b)；和
其中，所述第二层(10b)的板(14b)相对于所述第一层(10a)的板进行配置和/或布置，使得在所述第一层(10a)的邻接边缘(16a)和所述第二层(10b)的邻接边缘投射到共同平面上时，所述第一层(10a)的邻接边缘(16a)不与所述第二层(10b)的邻接边缘(16b)有超过一个的公共点。
2.根据权利要求1所述的催化剂填充物，其特征在于，
第三层(10c)平面催化剂材料被布置在所述第二层(10b)平面催化剂材料上，且所述第三层(10c)的催化剂材料包括至少两个板(14c)，每个板(14c)彼此邻接同时形成邻接边缘(16c)，且所述第三层(10c)的板(14c)相对于所述第二层(10b)的板(14b)进行配置和/或布置，使得在所述第二层(10b)的邻接边缘(16b)和所述第三层(10c)的邻接边缘(16c)投射到共同平面上时，所述第二层(10a)的邻接边缘(16b)不与所述第三层(10c)的邻接边缘(16c)有超过一个的公共点。
3.根据权利要求2所述的催化剂填充物，其特征在于，
所述第三层(10c)的一个邻接边缘或多个邻接边缘(16c)与所述第一层(10a)的一个邻接边缘或多个邻接边缘(16a)一致地对齐。
4.根据权利要求2所述的催化剂填充物，其特征在于，
在所述第一层(10a)的邻接边缘(16a)和所述第三层(10c)的邻接边缘(16c)投射到共同平面上时，所述第一层(10a)的邻接边缘(16a)不与所述第三层(10c)的邻接边缘(16c)有超过一个的公共点。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
多个层(10)的平面催化剂材料被设置在彼此之上，并且每层包括彼此邻接同时形成邻接边缘(16)的至少两个板(14)，且所有层(10)的板(14)相对于彼此配置和/或布置，使得在所有层(10)的邻接边缘(16)投射到共同平面上时，不同层(10)的两个邻接边缘(16)不具有超过一个的公共点。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
第一和第二层(10a、10b)的板(14a、14b)以及特别是设置在其上的各进一步的层(10)的板形成为矩形。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
层(10)的多个板(14)连接形成板带(18)，并且两个相互邻接的板带(18)限定邻接边缘(16)。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
板带(18)的相邻板(14)分别彼此重叠。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
层(10)的板(14)具有至少大致相同的尺寸；和/或
第一和第二层(10a、10b)以及特别是设置在其上的各进一步的层(10)的板(14)具有至少大致相同的尺寸。
10.根据权利要求1至5中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
第一和第二层(10a、10b)的板(14a、14b)以及特别是设置在其上的各进一步的层(10)的板形成为梯形或扇形。
11.根据权利要求10所述的催化剂填充物，其特征在于，
第一和第二层(10a、10b)的板(14a、14b)以及特别是设置在其上的各进一步的层(10)的板被分别布置且形成圆形板环。
12.根据权利要求11所述的催化剂填充物，其特征在于，
连续的层(10)的圆形板环的内径是不同的；和/或
每个圆形板环的内圆填充有至少一个中心板(36)。
13.根据权利要求11所述的催化剂填充物，其特征在于，
所有层(10)的圆形板环的内径至少大致相同；和/或
由圆形板环限定的中心区域由端盖封闭，特别是由将板(14)保持在一起的端盖封闭。
14.根据前述权利要求中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
至少一个定位器和/或位置保持器(28)限定催化剂材料层(10)相对于设置在其下的催化剂材料层(10)的位置。
15.根据前述权利要求中至少一项所述的催化剂填充物，其特征在于，
设置于彼此之上的多个板(14)以在至少一个方向上倾斜放置的板堆形式，与模制件(20)连接。
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