KR101559486B1 - 챔버 내로 고체 미립자를 채워넣는 로딩장치 및 로딩방법 - Google Patents

챔버 내로 고체 미립자를 채워넣는 로딩장치 및 로딩방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고체 미립자를 용기에 채워넣는 로딩장치로서, 미립자 공급수단(24)과, 용기의 상부로부터 바닥으로 미립자를 분산시키는 분산수단(26)과, 충진 베드의 높이를 측정하는 하나 이상의 측정수단(17)과, 상기 공급수단(24) 및/또는 상기 분산수단(26)을 자동제어하는 하나 이상의 시스템을 포함하는 로딩장치와, 그 방법, 및 로딩장치를 이용하는 애플리케이션에 관한 것이다.

Description

챔버 내로 고체 미립자를 채워넣는 로딩장치 및 로딩방법{DEVICE AND METHOD FOR LOADING SOLID PARTICLES INTO A CHAMBER}
본 발명은 고체 미립자를 모든 유형의 용기에, 특히 산업용 반응기, 구체적으로는 화학 반응기에 채워넣는(loading) 분야에 관한 것이다. 본 발명은 분할된 고체, 특히 촉매를 용기, 특히 화학 반응기에 채워넣는 장치, 방법, 및 그 사용방법에 관한 것이다.
더 구체적으로 본 발명은 반응기에, 특히 화학, 전기화학, 석유 또는 석유화학 유형의 고정-베드 반응기에 고체 미립자, 특히 분할된 상태의 미립자를 채워넣는 장치와 방법에 관한 것이다.
미립자는 비드, 알갱이, 실린더, 디스크, 막대, 또는 다른 여러 형태로 되어 있을 수 있고, 일반적으로 크기가 작다. 미립자는 분자 여과기, 고체 촉매 알갱이일 수 있고, 보통 단일-돌출부 또는 다중 돌출부 유형의 압출물의 형태로 존재하며, 그 크기는 십분의 몇 밀리미터 내지 몇 센티미터로 되어 있다.
고체 미립자로 용기를, 특히 화학 또는 석유화학 반응기를 채우기 위한 여러 장치들이 기술분야에서 알려져 있고 기술되어 있다.
이러한 장치들과 관련 방법들이 로딩률, 순도, 로딩밀도와 같은 수많은 품질기준을 충족시키려하고 있으며, 물론 작업자와 제품과 관련하여 안전한 가이드라인에 따르는 로딩작업을 실현해야만 한다.
로딩 시간은 용기를 채움에 있어서 중요한 매개변수이다. 왜냐하면 반응기, 예를 들어 탄화수소-기반의 제품을 처리하기 위한 유닛에 통합되어 있는 반응기가 빨리 채워지면 채워질수록 제조 프로세스에 속한 유닛의 정지 시간이 짧아지고, 따라서 더 빨리 작업을 재개할 수 있기 때문이다. 이러한 인자는 정지 시간에 소요되는 비용이 매우 높은 한 매우 중요하다.
또한 "촉매 베드"라고도 알려져 있는 고체 미립자가 채워진 베드가 우수한 동질성을 나타내는 것이 매우 중요하다.
"로딩 프로파일"이라고도 알려진 "충진 프론트", 즉 촉매 베드의 상부와 반응기의 아직 충진되지 아니한 부분 사이의 경계면이, 수평면에 가장 가까운 프로파일, 또는 수평면을 이루는 프로파일을 갖는 로딩에 의해, 동질성을 향상시킬 수 있다. 이는 촉매 베드에서 미립자가 매우 균일하게 분포되도록 하기 위함이다.
이와 관련하여, 로딩 품질의 기준은 매우 중요할 뿐만 아니라 심지어는 필수적인 것이다라고 할 수 있는데, 이는 처리되는 유체가 일정하고 균일하게 유동하도록 하며 촉매 베드의 부피 전체를 통해서 반응 동역학을 촉진하기 위한 것이며, 따라서 예를 들어 차별적으로 경로가 생성되는 것을 제한하거나 심지어는 막고 따라서 대부분의 촉매가 균질한 상태로 사용되지 않는 것을 방지함으로써 촉매를 사용하는 것을 개선시키고자 하는 것이다.
로딩 반응기 분야에서 중요한 또 다른 인자는 로딩 밀도에 관한 것이다. 보통, 예를 들어 압력강하 현상이 있음에도 불구하고, 반응기 내의 미립자의 밀도는 화학 반응의 효율에 비례한다.
이 밀도는 용기내로 채워지는 촉매의 양으로부터 그리고 촉매 베드의 높이(물론 부피에 대응함)로부터 정의할 수 있다. 높이는 보통 작업자가 측정하는데, 보통 작업자가 보통 먼지투성이의 대기중에서 예를 들어 측연선(plumb line)을 사용하여 높이를 측정할 수 있도록 측정하는 동안 채워넣는 작업을 중단해야 한다.
몇가지 현재 나와 있는 로딩 장치와 방법, 특히 "레인 효과" 장치 및 방법로 알려진 장치와 방법은, 충진하는 속도 및/또는 품질과 관련하여 특히 충진 프론트의 수평도에서 더 많이 또는 더 적게 이탈됨으로써 적절치 못한것으로 알려져 있다.
알고 있는 다수의 장치들에 의해서는 보통 충진의 속도 또는 연속적인 진행도의 측정이 불가능하고 용기의 내부 구조를 고려하지 않는다. 구체적으로, 충진되는 용기의 내부는 촉매 베드의 여러 레벨에 위치된 써모커플 암과 같이 "불규칙한 성질"을 포함하고 있는데, 써모커플은 반응기의 여러 레벨에서 베드의 내부 온도를 측정하기 위한 것이다.
이러한 불규칙한 성질은 촉매 베드를 형성하는 고체 미립자를 잘 분배함에 있어서 장애가 될 수 있고, 종종 로딩 장치를 세밀하게 조절해야 하는데 이는 이러한 장애를 없애기 위한, 특히 충진 프론트가 가능한 한 수평선에 가깝게 되도록 하는 로딩작업을 달성하기 위함이다.
반응기 내에 투입되어 반응기 내부에 매달려 있는 공급 양말을 이용하는 다른 로딩 장치는, 작업자에게 큰 위험이 될 수 있는데, 특히 로딩작업을 위해 미립자가 채워진 공급 양말의 방향을 조절하기 위해 작업자가 반응기의 바닥에 있을 때떨어져 버리거나 찢어져 버리는 경우가 그렇다.
이러한 연유로 예를 들어 유럽특허출원 EP 0 007 854 에서 처럼, 그리고 EP 0 116 246 및 EP 0 769 462에 개시되어 있는 그 개선된 발명에서 처럼, 최적화된 로딩 품질을 얻기 위해 본 발명의 출원인은 용기, 특히 큰 용기에 고체 미립자를 채우는 여러가지 장치 및 관련 방법을 제안하게 되었다.
근자에, 출원인은 큰 용기에 고체 미립자를 채우는 기술을 더 개선하기 위해, 프랑스 특허출원 FR 2 872 497호에 기재된 새로운 유형의 장치를 제안하였으며, 이 장치는 중공 중앙 샤프트가 설치된 미립자를 분배하는 시스템으로 구성되어 있다.
그러나, 장치를 개량했음에도 불구하고, 여러가지 결점들이 계속 잔존하고 있는데, 그 이유는 예를 들면 로딩작업중에 오작동을 일으킨다거나 아니면 외부로부터 장애가 일어나기 때문이다.
이러한 결점들은 예를 들면:
- 특히 충진 프론트의 수평도가 "부족"하다는 것을 의미하는, 촉매 베드 내 미립자의 부적합한 동질성;
- 필요한 밀도에 따르지 못하는, 특히 필요한 밀도보다 더 낮은 밀도;
- 비정상적으로 높은 로딩 시간; 및/또는
- 로딩작업 중에 너무 많은 사람의 개입.
또한, 출원인은 연구중에, 이러한 로딩작업의 효율을 높이기 위해 특히 아래와 같은 몇가지 필요사항을 강조하였다:
- 주파수와 측정의 정밀도를 높임으로써 로딩작업을 하는 동안 촉매 베드의 높이를 더 잘 측정하는 것;
- 로딩 프로파일에 있을 수 있는 경사의 흠결 및/또는 불균일성을 인식하여 조치를 취하면서, 로딩 프로파일의 표면의 외관을 모니터링하는 것을 개선하는 것;
- 사람이 개입하는 것을 엄격하게 감소시켜 최소화하면서 로딩 시간을 더 줄일 수 있도록, 특히 상술한 매개변수를 인식하는 것에서부터 시작하여 실시간으로 직접 장치에 개입하여, 로딩작업의 자동화를 개선하는 것.
이러한 결점들과 로딩작업의 효율을 개선할 필요성은 무엇보다도 충진작업 중에 큰 광학적 간섭을 일으키는 미립자를 가지고 충진작업이 실행될 때 표명된다. "큰 광학적 간섭" 이라는 용어는 본 발명에 있어서, 충진 프론트의 외관을 정확하게 및/또는 즉시 광학적으로 시각화할 수 없게 만드는 상태를 의미한다. 이러한 광학적 간섭은 보통 먼지가 많기 때문에 발생하며, 이 먼지는 로딩 장치 내에서 예를 들어 화학 반응기 내의 촉매 알갱이로부터 형성되고, 먼지는 채워지는 촉매의 유형에 따라 다소 많은 양이 있게 된다.
용기에 고체 미립자를 채워넣는 것을 연속적으로 제어하는 것을 개선하기 위한 해결방안들이 제안되어 왔다.
예를 들어, 일본특허출원 JP 7-242337은 입상 촉매로 용기(반응기)를 충진하는 것을 모니터링하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 이 문서에 기술된 장치는 용기의 상부 중앙에 배치된 충진 수단과, 살포되는 촉매 알갱이와, 충진 프론트의 표면을 스캔하는 레이저 빔을 쏘는 장치와, 방사장치에 의해 방사되고 로딩 프론트의 표면에서 반사되는 레이저 빔을 탐지하는 수단을 포함하고 있다.
방사장치와 탐지장치는 충진수단과 같은 높이로 용기의 벽에 부착되어 있다. 이 시스템은 충진되는 용기의 내부에 부착하기가 어렵고 시간이 걸려서, 불가피하게 반응기가 작동하지 않는 기간을 늘리는 문제를 안고 있다.
나아가, 이 시스템은 충진수단과 높이가 같은 원격측정수단을 포함하고 있는데, 프랑스특허 FR 2 872 497에 기재된 고밀도 로딩 장치를 가지고 정확하게 작동할 수도 없거나 전혀 작동을 하지 않는다. 왜냐하면, 충진 프론트와 원격측정시스템 사이에 회전하는 편향기가 존재하게 되면 특히 로딩작업의 끝단계에서 레이저 측정을 방해하게 되기 때문이다.
또한, 레이저측정기술은 촉매 알갱이를 반응기에 로딩하는 것처럼 먼지가 많은 환경에서는 그 성능이 좋지도 않고, 오히려 부적합하다.
따라서, 상술한 문제를 완전히 또는 부분적으로 해결할 수 있고, 나아가 다음과 같은 기능을 할 수 있는 충진장치에 대한 수요가 이어지고 있다:
- 고주파수로, 특히 로딩작업을 중단하지 않고 또는 로딩작업을 매우 짧은 시간동안만 정지시키면서, 촉매 베드의 충진 프론트의 외관 및/또는 높이를 자동으로 측정하는 기능;
- 로딩중에 생성되는 먼지의 양과 상관없이 적어도 넓은 부분에 걸쳐서, 촉매 베드의 중앙 높이 상에서, 또한 촉매 베드의 로딩 프로파일 상에서 정밀하게 측정을 하는 기능;
- 용기 안에 사람이 들어갈 필요 없이 측정을 하는 기능;
- 사람이 개입하는 것을 최소화 하여 위험을 줄이기 위해, 예를 들면 측정한 결과로부터 시작하여 용기를 채우는 작업을 자동화하는 기능;
- 로딩작업의 매개변수를 더 잘 활용하여 로딩 밀도를 정확하게 정의하면서 균일하고 정밀하게, 고체 미립자를 용기에 자동으로 충진하는 기능.
수 많은 연구를 하는 동안, 출원인은 설정이 잘 되어 있고 작동이 쉬운 프랑스 특허 FR 2 872 497에 개시된 고밀도 로딩 시스템(Densicat®)을 특별히 이용하는 새로운 장치를 개발하였다. 본 발명에 의하면, 로딩작업 중에 촉매 베드의 높이 및/또는 충진 프론트의 표면의 외관을 더 잘 모니터링하여 반응기의 로딩작업을 개선 및/또는 자동화할수 있다.
장치를 조절하는 매개변수에 관여하는 자동화 시스템을 통해, 로딩작업 중에 사람이 개입하는 일을 줄이고 특히 반응기 내부에서 위험하게 사람이 개입하는 일을 줄일 수 있다.
본 발명의 제1 특징에 의하면, 본 발명은 고체 미립자를 용기(2)에 채워넣는 로딩장치로서:
- 미립자 공급수단;
- 용기의 상부로부터 바닥으로 미립자를 분산시키는 분산수단;
- 충진 베드의 높이를 측정하는 하나 이상의 측정수단;
- 상기 공급수단 및/또는 상기 분산수단을 제어하는 하나 이상의 자동화 시스템;을 포함하는 로딩장치이다.
본 발명의 장치는 채워넣어질 용기와 독립적이고, 특히 분리할 수 있다. 이는 하나의 장치로 여러 용기를 연속적으로 채워넣을 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명은 분산수단에 의해 특히 상부로부터 하부로 고체 미립자를 공급할 수 있게 하는 하나 이상의 공급수단을 포함한다.
이 공급수단은 하나 이상의 차단 밸브, 특히 자동화된 밸브를 상류에 포함하고 있다. 예를 들어, 하나 이상의 깔때기 모양의 장치(hopper)를 통해, 특히 차단밸브가 설치되어 있는 장치를 통해서 공급이 이루어질 수 있다. 이 공급수단은 분산수단의 중앙 샤프트를, 특히 아래에서 정의하는 중앙 샤프트를 부분적으로 아니면 완전히 둘러싸고 있을 수 있다.
공급수단에는 하나 이상의, 특히 자동화된 밀폐수단에 제공될 수 있다. 특히, 이 밀폐수단은 셔터와 같은 것으로서, 예를 들면 플랩과 같은 것이며, 밀폐수단의 움직임은 원격조정될 수 있는 잭 또는 기술분야에 널리 알려진 기타의 수단을 통해 이루어질 수 있다.
이러한 밀폐수단은, 특히, 분산수단 위에 배치된 고체 미립자를 배출하기 위한 하나 이상의 오리피스 또는 한 그룹 이상의 오리피스를 자동으로 완전히 아니면 부분적으로 차단하기 위한 것이다.
이러한 밀폐수단을 통해, 용기를 채워는 작업을 하는 동안 그리고 더 구체적으로는 미립자를 분산하는 동안, 배출 오리피스로부터 배출되는 미립자의 유동률을 제어할 수 있다.
고체 미립자 스트림과 분산수단에 도달하는 촉매 알갱이를 관리하는 것은, 특히 로딩 프로파일에 작용할 수 있도록 제어될 수 있다. 구체적으로, 미립자의 분산에 영향을 미치는 각각의 배출의 유동률을 제어함으로써, 특정 조절작업을 통해, 중공부 및 돌출부와 같이 불규칙한 것을 생성하거나 극복할 수 있다. 더 구체적으로, 제한된 제어를 통해서 원하는 세팅 프로파일, 즉 일반적으로 평평하고 수평으로 된 프로파일과 부합하는 로딩 프로파일을 얻을 수 있다.
한 특정 실시예에 의하면, 분산수단은 중앙 샤프트, 선택적으로 중공형태의 샤프트를 포함하며, 이 중공 샤프트에 바람직하게는 반-경성(semi-rigid)을 갖는 스트립 유형의 편향기가 부착되어 있다. 이 샤프트는 가스, 바람직하게는 질소 및 공기에서 선택한 가스가 공급되는, 모터, 예를 들어 샤프트에 대해 중심이 벗어난 모터와 같은 구동수단에 의해 회전된다.
중앙 샤프트의 회전축은 10 내지 300 rpm의 속도로, 바람직하게는 40 내지 200 rpm의 속도로 회전하며, 보통 반응기의 길이방향 축과 평행한다. 그러나, 이 회전축은 특히 로딩작업을 하는 동안 또는 로딩작업 중에 멈춰 있는 동안에, 하나 이상의 자동화된 잭을 이용하여 용기의 축에 대하여 자동으로 오프셋될 수 있다. 이 오프셋은 평탄하지 않는 것이 발생할 경우 이를 수정하기 위해 용기의 회전축에 대하여 45°까지, 특히 30°까지의 각도를 형성할 수 있다.
분산수단의 중앙 샤프트는 보통 용기의 길이방향 축 위에 위치되지만, 예를 들어 로딩작업을 하는 동안 또는 로딩작업 중에 잠시 멈춰 있는 동안 하나 이상의 자동화된 잭을 이용하여 축에 대하여 평행하게 용기의 길이방향 축의 위치로부터 50cm 까지, 특히 20cm 까지의 거리만큼 자동으로 이동될 수 있다.
회전 속도의 변화와 함께 이루어지는 중앙 샤프트의 위치의 변화를 통해, 용기 내에서 미립자의 분배를 수정할 수 있다.
로딩 장치는, 특히 로딩작업 중에 높이를 측정한 데이터 및/또는 촉매 베드의 충진 프론트를 분석한 결과에 따라, 특히 공급수단 및/또는 분산수단의 조절 매개변수를 수정하기 위한 자동화된 작업을 허용하는 잭을 포함하는 자동 제어 시스템을 포함하고 있다.
이 장치는 하나 이상의 측정수단을 포함하며, 측정수단에 의해서 로딩작업을 하는 동안 미립자 베드의 높이를 결정할 수 있다.
"미립자 베드의 높이를 결정할 수 있게 하는 측정"이라는 표현은 본 발명에 있어서, 충진 프론트 상의 한정된 중앙 영역에 포함되어 있는, 측정수단(또는 측정수단에 가장 가까이 있는 화학 반응기의 상부 내측 플레이트)과 하나 이상의 포인트, 예를 들어 이십 내지 수십 포인트 사이의 거리를 의미한다.
다음으로, 이렇게 측정한 거리로부터, 동일하게 측정된 포인트와 지면 또는 베드의 하단부 사이의 높이를 연산하며, 이는 후자의 경우 로딩하는 동안 또는 결국 로딩된 경우의 미립자의 베드의 높이를 유추하기 위함이다.
측정수단은 예를 들어 레이더 및/또는 음향탐지 장치와 같은 전자기 또는 음향방출 분야의 기술 또는 특히 먼지가 많은 경우와 같이 부적당한 매체 내에서 즉시 그리고 정확하게 거리를 측정할 수 있게 하는 공지의 기술로부터 선택할 수 있다.
구체적으로, 충진 높이를 측정하는 측정수단은 완전히 또는 부분적으로 분산수단 위에 또는 아래에, 구체적으로는 프랑스 특허 FR 2 872 497 에 기재된 장치의 경우에는 스트립 위에 또는 아래에, 특히 스트립 아래에 위치되어 있다. 측정수단이 분산수단 아래에 위치되어 있는 경우, 완전히 또는 부분적으로 장치의 중앙 샤프트의 고정된 중공 튜브 내부에 배치될 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 충진 베드의 높이를 측정하는 측정수단에는 하나 이상의 이동수단이 제공되며, 이 이동수단에 의해 측정수단은 연결수단을 경유하여 회전하는 중공 샤프트에 있는 고정된 중공 튜브 내에 수용되거나, 특히 측정하기 위해서 중공 튜브로부터 완전히 또는 부분적으로 빠져나올 수 있다.
일반적으로 충진 베드의 높이를 측정하는 수단은 회전하는 중공 샤프트에 단단히 부착되어 있지 않지만, 본 발명은 정반대의 경우에, 구체적으로는 새로 측정하는 것을 처리하는데 적합한 컴퓨터 프로그램을 가지고 적용될 수 있다.
레이더는 1분 이하의 측정시간을 가질 수 있고, 구체적으로는 10초 이하의 시간, 또는 1초 이하의 시간을 가질 수 있다. 레이더는 200mm 이하의 외부직경을 가질 수 있고, 특히 130mm 이하의 외부직경을 갖는다.
높이는 1000mm 이하일 수 있고, 구체적으로는 500mm 이하일 수 있다.
레이더는 22°, 특히 8°, 심지어는 4°의 방사원뿔각을 가질 수 있다.
더 구체적으로, 레이더는 VEGA가 판매하는 8°의 방사원뿔각을 갖는 VEGAPULS 68 또는 VEGAPULS 67 유형일 수 있다.
음향장치는 50mm 이하의 직경, 또는 20mm 이하 또는 심지어는 16mm 이하의 직경을 가질 수 있다.
높이는 40mm 이하, 또는 12mm 이하일 수 있고, 8°의 파장의 방사원뿔각을 가질 수 있다.
특히, 사용되는 음향장치는 ALCTRA가 판매하는 음향장치일 수 있다.
본 발명의 장치는 또한, 로딩 프로파일을 측정하는 하나 이상의 측정수단, 특히 충진베드의 높이를 측정하는 측정수단과 동일한 유형의 측정수단을 포함할 수 있다. 구체적으로, 동일한 측정수단에 의해, 충진베드의 높이를 측정하고 로딩 프로파일을 측정할 수 있다.
"로딩 프로파일을 측정하는 하나 이상의 측정수단"이라는 표현은 본 발명에서, 측정수단과 거의 로딩 프론트의 표면 전체에 분포된 일정한 수의 포인트 사이의 거리를 측정하는 수단을 의미하며, 이로써 충진 프론트의 표면을 2차원 또는 3차원으로 표시할 수 있다.
로딩 프로파일을 측정하는 측정수단을 통해, 고체 미립자의 베드의 전체 직경(2-D) 또는 전체 표면(3-D)에 대해 퍼져 있는 여러 포인트에서 측정을 할 수 있는데, 이는 예를 들어 반구형 체적 내에 위치한 복수의 측정수단, 특히 복수의 송수신기(신호 발신기/탐지기)로 구성된 측정수단으로부터 여러 방향으로 동시에 측정을 할 수 있기 때문이며, 아니면 이동할 수 있고 또한 움직임을 조절하여 충진 프론트의 여러 포인트 내지 영역으로부터 순차적으로 측정을 할 수 있기 때문이다.
구체적으로, 로딩 프로파일을 측정하는 측정수단에 의해, 충진 프론트 표면 영역의 각 유닛의 하나 이상의 포인트의 높이를 측정할 수 있다. 표면 영역의 유닛은 0.2m2 이하이고, 특히 0.1m2 이하, 구체적으로는 0.05m2 이하 또는 심지어는 0.01m2 이하이다.
충진 베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 측정수단은 가장 바람직하게는 한 번의 측정으로, 한 표면 영역의 포인트 세트의 높이를 측정할 수 있고, 따라서 3차원으로 표시할 수 있다.
제1 실시예에 의하면, 충진 베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 측정수단은 용기 및/또는 중앙 샤프트의 길이방향 축 상에 위치되어 있다.
제2 실시예에 의하면, 충진 베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 측정수단의 축은 용기 및/또는 중앙 샤프트의 길이방향 축과 상이할 수 있다.
구체적으로, 측정 수단에는 측정각도를 변경할 수 있는 하나 이상의 각도 모터(angular motor) 수단이 설치될 수 있다. 이 측정각도는 용기의 길이방향 축에 대하여 그 범위가 30°까지, 특히 45°까지, 또는 심지어 60°까지, 가장 바람직하게는 80°까지이다.
가장 바람직하게는, 하나 이상의 각도 모터수단이 있는 경우, 충진 베드의 높이가 증가할 때 측정각도를 증가시킬 수 있게 할 수 있다.
본 발명의 장치는, 로딩 프로파일을 측정하는 복수의 측정수단을 포함할 수 있다. 구체적으로, 이러한 측정수단은 예를 들어 동시에 복수의 표면을 측정할 수 있도록, 상이한 측정 축을 가질 수 있다. 가장 바람직하게는, 이러한 측정수단은 곡률반경 상에, 특히 원형의 곡면 상에 위치되어 있을 수 있다. 이로써 특히 여러가지 측정수단을 회전시킴으로써 로딩 프로파일을 측정할 수 있다.
충진 베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 수단에는 각도 및/또는 회전식 모터수단이 설치될 수 있고, 이 모터수단에 의해 측정수단은 정해진 회전운동을 할 수 있고, 특히 정해진 회전각도만큼 움직일 수 있다.
로딩 프로파일을 측정하는 측정수단은 제어되는 회전운동을 특히 수평면에서 또는 3차원으로 실행할 수 있다.
보다 구체적으로, 측정수단은 용기의 촉매 베드의 전체 로딩 프로파일에서 높이를 측정할 수 있도록, 특히 "한번에" 측정할 수 있도록 배치될 수 있다. 측정수단은 로딩 프론트의 전체 표면에서 측정할 수 있게 하는 각도에 따라 배치될 수 있고, 특히 측정수단은 회전타원체 또는 원통형 형상, 또는 어떤 적절한 기하학적 형상을 따라 배치될 수 있다.
충진 베드의 높이를 측정하는 수단과 로딩 프로파일을 측정하는 수단에 의해, 10cm 미만의 정확도로, 구체적으로는 1cm 미만의 정확도로 측정할 수 있다.
로딩 프로파일은 특히 충진을 시작할때부터 측정수단에 대하여 수십 센티미터의 충진 베드의 높이까지 측정될 수 있고, 즉 용기가 고체 미립자로 완전히 채워져 있을 때까지 측정될 수 있다.
구체적으로, 충진 베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 수단에 의해, 가시도가 감소된 상태에서, 특히 먼지가 많거나, 심지어는 매우 심각하게 먼지가 많은 대기중에서 및/또는 여러 유형의 수증기를 포함하는 상태에서 측정을 할 수 있다.
하나의 특정 실시예에 의하면, 본 발명의 장치는 원하는 로딩 프로파일과 측정된 로딩 프로파일을 비교하는 수단을 포함한다. 이러한 비교수단은 특히 컴퓨터로 구현될 수 있다.
가장 바람직하게, 요구되는 로딩 프로파일은 수평면 형태이다. 그러나, 채워지는 용기의 내부는 로딩작업을 하는 동안 분산 및/또는 미립자의 배열을 방해할 수 있는 요소들을, 그리고 로딩 프로파일의 수평도를 특히 상술한 것처럼 용기 내부에 써모커플 암이 있는 경우의 수평도를 방해할 수 있는 요소들을 가질 수 있다.
구체적으로, 요구되는 프로파일은 용기의 충진을 위한 이론 모델 또는 수학적 모델로부터, 또는 실험 모델로부터, 아니면 실험 모델과 이론 모델을 혼합하여 구할 수 있다.
충진 높이를 하나 이상 측정하는 것으로부터 시작하여 용기 내의 미립자의 베드의 연산된 높이에 따라, 그리고 측정된 로딩 프로파일을 요구되는 또는 이론상의 로딩 프로파일과 비교한 결과에 따라, 그리고 용기의 내부형상을 나타내는 수학적 모델을 고려하여, 요구되는 로딩 프로파일에 가능하면 가깝게 로딩 프로파일을 얻을 수 있도록, 분산수단을 조절하는 매개변수, 예를 들어 회전방향을 수정하는 것이 유용할 것이다.
본 발명에 따른 장치에 의하면, 구체적으로 아래와 같은 과정을 통해서 충진 및/또는 분산 매개변수를 자동으로 수정할 수 있다:
- 편향기의 회전방향 및 회전속도와 같이 분산수단을 조절;
- 특히 공급 유동률의 하나 이상의 차단 밸브를 통해 조절될 수 있는 로딩 유동률;
- 특히 길이방향 축 및/또는 용기의 대칭축 및/또는 수직축에 대한 중공 샤프트의 축의 오프셋에 의해, 중공 샤프트의 위치조정;
- 특히 몇 도정도의 경사에 의해, 용기의 길이방향 축에 대한 분산수단의 경사; 및/또는
- 특히 하부 및/또는 측부 배출 오리피스 또는 배출 오리피스의 그룹을 부분적으로 또는 완전히 개방시킴으로써, 편향기에서 다양한 미립자의 흐름을 조절.
한 특정 실시예에 의하면, 수 초에 걸쳐 특히 십분의 수 초에 걸쳐, 또한 구체적으로는 로딩작업을 중단하지 않고 측정을 할 수 있고, 따라서 사실상 실시간으로 상술한 로딩 장치에 연결된 여러 수단의 매개변수에 대하여 있을 수 있는 수정작업이 이루어지게 된다. 물론, 로딩작업이 중단된 동안 측정할 수도 있고, 이 경우 로딩 장치를 조절하기 위해 매개변수를 자동으로 수정하는 것은 나중에 고려할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 본 발명은 용기에 고체 미립자를 채워넣는 방법에 관한 것으로서:
- 상기 고체 미립자를 상부로부터 바닥으로 유동시키는 단계와;
- 특히 로딩작업중에 연속적 및/또는 간헐적으로, 미립자 베드 및 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 단계와;
- 상기 로딩 매개변수를 조절하는 단계로서, 특히 충진베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이에 따라, 조절하는 단계;를 포함하는 방법에 관한 것이다. 상기 측정하는 단계는 로딩 프로파일의 복수의 표면 또는 전체 표면의, 로딩 프로파일 및/또는 미립자 베드의 높이를 동시에 측정하는 단계일 수 있고, 상기 조절하는 단계는 충진 베드의 높이 및/또는 로딩 프로파일의 측정값에 따라 로딩 매개변수를 조절하는 단계일 수 있다.
구체적으로, 측정결과는 하나 이상의 결정된 모델과 비교되며, 가장 바람직하게는, 발생할 수 있는 편차로서, 로딩 장치를 조절하는 여러 매개변수에 제어되면서 자동으로 이루어지는 작용에 의해 관측되는 편차가 줄어든다. 구체적으로, 이 방법은 본 문서에서 설명한 장치를 사용한다.
측정은, 10분 미만, 특히 5분 미만, 특히 1분 미만 동안 로딩 작업을 중단할 것을 요구하며, 특히 로딩을 중단시키는 것을 요구하지 않는다.
공급수단 및/또는 분산수단의 로딩 매개변수는, 특히 채워넣어질 용기(2)의 내부의 기하학적 형상의 구조를 고려하는 모델에 대하여 미립자 베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이를 측정한 결과에 따라 조절된다. 보다 구체적으로, 이와같이 비교하고 조절하는 것은 모터로 구동되는 기계수단에 명령을 내리는 컴퓨터에 의해 자동으로 제어된다.
로딩 프로파일을 측정하는 측정수단은, 전체 표면 영역의 20% 미만을 나타내는, 바람직하게는 10% 미만을 나타내는 표면 영역의 각 유닛에 대한 하나 이상의 포인트의 높이를 측정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 본 발명은 본 발명에 따른 로딩장치 또는 방법의 사용방법으로서, 탄화수소의 수소화처리를 위해 화학반응기 내의 하나 이상의 촉매베드를 채워넣는 사용방법에 관한 것이다.
이제 어떤 제한을 가하는 것이 아닌 도면들을 참고하여 본 발명을 설명하도록 한다.
도 1은 촉매 용기의 횡단면을 나타내는 도면으로서 촉매베드가 채워넣어지는과정 중에 있는 도면이다;
도 2는 본 발명의 장치의 일부분을 3차원으로 나타내는 도면이다;
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 장치의 부분 횡단면도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따란 장치의 부분 횡단면도이다;
도 5는 로딩 프론트의 표면 영역을 측정하는 레이더가 장착된 측정수단의 횡단면도이다.
도 1은 보통 촉매 알갱이와 같은 고체 미립자가 채워넣어진 세 개의 베드로 구성된 촉매용기(1)를 나타내고 있다. 이 용기는 통상 반응기로 알려져 있는데, 외벽(2)과, 적재물(load)을 미리 분배하도록 선-분배 플레이트(6, 7, 8)가 얹혀 있고 다수의 구멍이 형성되어 있으며 처리될 적재물을 분배하는 플레이트(3, 4, 5)와, 촉매베드용 지지플레이트(9, 10)를 포함하고 있다.
적재물을 미리 분배하는 선-분배 플레이트와 촉매베드용 지지플레이트는, 보통 적재물의 유동 및 동시에 흐르는 반응성 유체의 유동을 위해 다수의 구멍이 천공되어 있고, 작동되는 동안 차단되어 있는 구멍이 있는 플레이트와 같이 더 큰 개구 또는 "맨홀"을 포함한다.
그 이름이 말해주듯이, 이 맨홀은, 열렸을 때 무엇보다도 반응기 내부에서 조작자가 자유롭게 지나다닐 수 있도록 되어 있다. 반응기(1)는 또한 유체가 들어오고 나가도록 상부 개구(11)와 하부 개구(12)를 포함하고 있다. 이 반응기(1)는 세 개의 촉매베드(13, 14, 15)를 포함하고 있으며, 상부 베드는 채워넣어지는 과정 중에 있고(베드의 방향으로 촉매 샤워, 도시 안됨), 장치(16)와 프로세스는 본 발명의 주요 내용을 이룬다; 장치(16)는 프랑스특허공보 FR 2 872 497에 부분적으로 기술되어 있다. 장치(16)의 음향형 측정수단(17)은 도 1에 작동상태가 도시되어 있으며, 도면부호 18로 표시된 것처럼 음향이 상부 촉매베드의 높이를 측정하고 있는 상태임을 볼 수 있다.
본 발명의 장치는 촉매 알갱이를 가지고 채워넣고 베드(13, 14, 15)를 형성하는지 여부에 따라, 예를 들어 맨홀과 같은 높이에 있는 선-분배 플레이트(6, 7, 8) 중 하나 위에 배치될 수 있고, 아니면 선택적으로 상부 선-분배 플레이트 위에서 채워넣는 경우에는 상부 개구(11)에 배치될 수 있다.
채워넣어지는 촉매베드에 따라, 본 발명에 따른 장치는 상부 개구(11) 또는 맨홀을 통해 용기 내로 들어가고, 상부 개구의 직경은 80cm 이하이고, 특히 60cm 이하이거나, 50cm 이하이다.
본 발명에 따른 장치와 방법을 이용하여 촉매 용기(1)를 완전히 채워넣는 것은 다음과 같이 세 단계로 수행될 것이다:
1/ 선-분배 플레이트(8)에 위치된 맨홀과 같은 높이에서 설치된 장치를 가지고 하부 베드를 채워넣는 단계;
2/ 플레이트(7)에 위에서 처럼 설치된 장치를 가지고 중간 베드를 채워넣는 단계;
3/ 선-분배 플레이트(6)에 설치된 장치를 가지고 상부 베드를 채워넣는 단계.
각각의 촉매베드는 그 상부와 하부에 주로 알루미늄으로 구성된 불활성 비드의 소형 베드(19, 20, 21, 22, 23)를 포함하고 있으며, 이 소형 베드는 촉매베드의 하부에 촉매 알갱이를 보유하고 또한 상부에서 적재물을 분배하기 위한 것이다. 상기 촉매베드(13) 위에 있는 불활성 비드의 베드는 도 1에 도시되어 있지 아니한데 그 이유는 채워넣어지는 과정 중에 있기 때문이다.
회전축(Z'Z)의 축이 채워넣어지는 용기의 축(X'X)에 대응하도록 함으로써, 본 발명에 따른 장치는 처음에 상술한 각각의 세 단계에 위치되어 있다.
도 2는 장치(16)의 3차원 부분도이다.
고체 미립자 공급수단(24)이 이 도면에 도시되어 있으며, 고체 미립자는 촉매 알갱이이고, 분산수단은 특히 스트립 유형의 편향기가 설치된 회전 중공샤프트(25)로 형성되어 있고, 이 중공샤프트는 부분적으로 단일 레벨 위에 표시되어 있고, 연결수단(37)이 설치된 로딩 프론트의 높이 및/또는 프로파일을 측정하는 측정수단(17)은 완전히 편향기(26) 아래에 위치되어 있으며 더 구체적으로는 회전 중공샤프트(25) 내부에 유지되는 고정된 중공샤프트(도시 안됨) 밑에 설치되어 있다.
편향기(26)는 가요성 잠금장치에 의해 부착될 수 있다.
공급수단은 다음의 구성요소를 포함할 수 있다:
- 개방 및/또는 밀폐가 잭(29)에 의해 자동으로 원격제어되는 수평 셔터(28);
- 잭(32)에 의해 자동으로 제어되는 셔터(31)에 의해 부분적으로 또는 완전히 덮히는 측면 개구(30);
- 50cm 이하 만큼, 또는 더 바람직하게는 20cm 이하 만큼 반응기의 길이방향 축에 평행하게 장치의 수평이동을 제어하는 하나 이상의 잭(33); 및/또는
- 장치의 회전축이 반응기의 길이방향 축에 대하여 45° 미만의 각도로 바람직하게는 30°미만의 각도로 변하도록 하는 잭(34).
잭(33, 34)은 작동을 위해 반응기에 위치된 고정 포인트를 가질 수 있다.
장치에 설치되는 잭의 유형은 기술분야에 알려져 있으며, 주로 고체 미립자로 구성된 특히 촉매 알갱이로 구성된 먼지형태의 대기중에서 작동할 수 있어야 한다.
도 3은 본 발명의 장치에 대한 하나의 특정 실시예를 나타낸다. 고체 미립자를 분산시키는 분산수단은 중공 튜브로 구성된 회전 샤프트(25)를 포함하며, 중공 튜브상에서 잠금장치(36)가 보통 고무와 같은 가요성 물질로 이루어진 가요성 편향기(26)를 상기 회전 샤프트(25)에 연결시킨다.
회전하는 중공 샤프트(25)는 고정된 중공 튜브(38)를 내부에 포함하고, 중공 튜브는 공급 수단(24)에 부착되어 있고, 충진 베드 및/또는 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 측정수단(17)이 내부에 배치되어 있다.
측정수단(17)은 하나 이상의 연결수단(37)을 포함할 수 있으며, 도 3에 도시되어 있듯이 이 연결수단은 예를 들어 고정된 중공튜브(38) 내에 부분적으로 수용된다. 연결수단(37)에 의해, 측정수단(17)와 제어연산수단, 특히 컴퓨터 사이에서 통신이 이루어질 수 있다. 또한, 연결수단은 측정수단(17)이 수직병진이동 및/또는 회전이동이 이루어지도록 형성될 수 있다.
측정수단(17)은 하나 이상의 측정장치, 특히 충진 프론트 상의 상이한 구역들을 순간적으로 측정할 수 있게 하는 예를 들어 복수의 레이더 및/또는 음향장치를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는, 측정수단이 "여러면으로 구성된 볼"의 형태로 존재하는 것이며, 각각의 면은 측정장치, 특히 음향장치 또는 레이더로 구성되어 있다.
회전 중공 샤프트(25)에는 편향기(26)에 고체 미립자가 부딛힐 때 생성되는 먼지를 빨아들이는 오리피스(도시 안됨)가 제공될 수 있다.
도 4는 고체 미립자를 분산하는 분산수단이 회전하는 중공 샤프트(25)를 포함하는 다른 실시예를 나타내는데, 이 중공 샤프트에는 가요성 편향기(26)를 중공 샤프트(25)에 연결시키는 잠금장치(36)를 포함하는 분산수단이 배치되어 있다.
회전하는 중공 샤프트(25)는 그 내부에, 공급수단(24)에 부착된 고정된 중공 튜브(38)를 포함하고 있다.
측정수단(17)은 공급 튜브(24)를 통과하는 하나 이상의 연결수단(37)에 의해 지지된다. 이 측정수단은 공급 튜브(24)에 수용될 수 있고, 측정작업을 하기 위해 편향기가 움직이지 않을 때 편향기 아래에서 올라갔다 내려갔다 할 수 있다.
촉매 베드 또는 로딩 프론트의 레벨을 측정함에 있어서 회전 편향기가 미치는 영향은, 우선 측정과 관련된 배경소음으로 간주될 수 있어 각각의 측정값에서 제외될 수 있다.
중공 튜브의 내부직경은 200mm 이하일 수 있고, 특히 180mm 이하힐 수 있으며, 구체적으로는 160mm 이하 또는 심지어는 140mm 이하일 수 있고, 가장 바람직하게는 130mm 이하이다.
도 5는 채워넣어질 반응기의 길이방향 축(X'X)에 위치되어 있고 수평축(39)에 장착되어 있는 레이더 유형의 측정수단(17)의 특정 조립체를 나타내며, 수평축을 중심으로 측정수단(17)은 측정수단에 설치된 각도 모터수단(angular motor means)을 이용하여 피봇회전을 할 수 있다. 측정수단(17)은 고정된 중공 튜브(38) 바로 밑에 배치되어 있다.
수평축은 연결수단(37)에 기계적으로 연결되어 있으며, 연결수단은 축(X'X)을 중심으로 하는 회전운동을 제공할 수 있다. 따라서, 측정수단(17)은, 보다 구체적으로는 스캔 빔(18)은 축(Y'Y)을 따라 촉매 베드(13)의 로딩 프론트의 표면(40)을 스캔할 수 있다. 이는 예를 들어 프로그램된 대로 축(X'X)을 중심으로 각도 α와 회전속도를 바꾸면서 실행되고, 따라서 촉매 베드의 충진 프론트의 전체 표면 영역(40)에서 프로파일을 측정할 수 있다.
측정수단(17)의 축(Y'Y)은 채워넣어질 용기의 길이방향 축(X'X)에 위치되거나, 측정수단(17)의 축(Y'Y)은 채워넣어질 용기의 길이방향 축(X'X)과 다를 수 있다. 물론, 측정수단이 회전하는 경우에는, 어떤 한 순간에 한 위치에 있고 다른 한 순간에 다른 위치에 있을 수 있다.
변형예에 의하면, 측정수단(17)은 회전하는 중공 샤프트(25)에 부착될 수 있다.
실시예
두 개의 중첩하는 촉매 베드가 축방향 형태의 화학 반응기 내에 채워넣어져 있다.
두 촉매 베드는 각각 높이는 8 미터로 측정되었고, 반응기의 직경은 4 미터 였다.
처리될 탄화수소 적재물은 반응기에서 반응가스, 보통 수소 또는 수소 혼합물과 동시에 유동되었다.
하부 베드를 형성하는데 사용된 100톤의 촉매가, "레인 효과"로 작동하고 스트립 유형의 편향기를 구비한 회전하는 중공 샤프트를 갖는 분산수단과 함께 채워넣어졌다.
상부 베드(또한 100톤의 촉매)가 하부 베드와 동일한 분산 수단을 포함하는 본 발명에 따른 장치와 함께 채워넣어졌다. 또한 본 발명에서 설명한 채워넣는 프로세스가 상부 베드에 채워넣는 것에 적용되었다.
채워넣는 것과 관련된 두 경우에 있어서, 회전하는 중공 샤프트의 축은 반응기의 길이방향 축에서 중첩되었다.
1/ 하부 베드의 로딩
촉매 베드가 적응해 나가면서 채워넣어지는 것을 확인하기 위해, 즉 예를 들어 수평면에 대하여 10°미만인 로딩 프론트의 경사를 확인하기 위해, 작동되는 동안 반응기 내부에 있는 작업자는 여러차례에 걸쳐 채워넣는 작업을 중단시켰다(분산수단을 정지시킴). 더 구체적으로는, 예를 들어 채워넣어지는 양의 15%, 30%, 50%, 70%, 및 90%에서 중단이 발생하였다.
그 다음, 작업자는 반응기 내에서, 보통 먼지가 많고 또한 질소가 주입되어 있는 부적절한 환경에서, 로딩 선-분배 플레이트의 오리피스를 통과한 10미터 측정을 이용하여 촉매 베드의 높이를 여러번 측정하였다. 다음에, 조절장치, 특히 공급 수단의 밀폐 수단을 수동식으로 수정하여 촉매 베드의 로딩 프론트가 평탄하지 않을 수 있는 문제를 바로 잡도록 베드의 표면을 시각적으로 검사하였다.
보통 30분 동안 10 미터 측정 및 시각적 측정을 통해, 능숙한 작업자가 10 미터 측정을 실행하였다. 분산 수단의 중단시간에, 즉 채워넣는 작업이 중단되는 시간에, 공급 수단의 밀폐 수단을 조절하기 위해 분산 수단을 분해하고 재조립하는 것이 더해질 수 있으며, 이러한 작업은 평균적으로 대략 한시간 정도가 걸린다.
공급 수단의 밀폐 수단을 조절하는 일이 발생할 경우에 필요한 시간을 고려하지 않고, 적응해 나가는 로딩 작업에 대하여 위에서 언급한 중단회수를 고려하지 않고, 로딩하는 동안 분산 수단이 정지되는 총 시간은 촉매 베드의 8 미터를 채워넣는 로딩을 위해 전체 8시간 00분에 대하여 2시간 30분이었다. 이는 이 프로세스에서 분산 및 공급 수단의 적절한 작업을 검증하는데 소요된 로딩시간의 약 30%이다.
2/ 본 발명의 장치 및 방법에 의한 상부 베드의 로딩
공급수단에 자동화된 잭에 의해 제어되는 밀폐수단이 설치되었고, 분산수단에는 또한 채워넣어질 반응기의 길이방향 축에 대한 위치를 변경할 수 있도록 자동화된 잭이 설치되어 있으며, 측정수단은 음향장치 유형이고, 촉매 베드 및 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 것은 분산수단을 정지시키지 아니하면서 실행되었고, 여러가지 측정결과를 분석한 결과에 따라 자동으로 그리고 실시간으로 앞서 설명한 여러가지 기능적인 수단을 수정하였다.
더 구체적으로, 본 애플리케이션에서 사용된 측정수단은 음향장치 유형이며, 다수의 음향장치가 일정한 간격으로 분산수단의 중공 샤프트 아래에 있는 반구 상에 배열되어 있고, 이 반구는 중공 샤프트의 축을 중심으로 회전한다.
채워넣는 작업은, 수동식 제어를 위해 분산수단이 정지되도록 요구하지 않았고, 반응기 내부의 부적절한 대기환경 내에 작업자가 있을 필요가 없었고, 로딩 시간이 종래에 통상적으로 요구되던 로딩 시간과 비교하여 약 30% 정도 감소되었다.
또한, 반응기의 하부 촉매 베드를 채워넣기 위해 본 발명의 실시예에서 설명하고 있듯이, 단지 다섯개로 이루어진 제어와 비교할 때 연속적으로 수정하는 작업을 통해 채워넣는 작업의 품질이 향상되었다.
촉매 미립자를 화학 반응기에 채워넣기 위해 본 발명에 따른 장치와 방법을 사용함으로써, 약 1/3 만큼 로딩시간을 줄일수 있게 되었고, 또한 로딩 품질을 개선시키면서, 좋지 않은 대기환경에 사람이 들어가는 것을 종식시킬수 있게 되었다.
본 발명에 따른 장치와 방법을 완전히 적용하는 것은 또한 "방사 유동" 반응기를, 특히 촉매 미립자를 가지고 탄화수소를 개질하기 위한 유닛의 반응기를 채워넣기 위함이라는 것을 알게 되었다.

Claims (31)

  1. 고체 미립자를 용기(2)에 채워넣는 로딩장치로서,
    - 미립자 공급수단(24);
    - 회전하는 중공샤프트(25) 내부에 설치된 고정된 중공튜브(38)를 포함하고, 용기의 상부로부터 바닥으로 미립자를 분산시키는 분산수단(26);
    - 상기 고정된 중공튜브 내부 또는 상기 미립자 공급수단(24) 내부에 위치하고, 충진 베드(13)의 높이 및/또는 로딩 프로파일을 측정하며, 서로 다른 측정 축을 가지는 복수의 측정수단(17); 및
    - 상기 공급수단(24) 및/또는 상기 분산수단(26)을 제어하는 하나 이상의 자동화 시스템;을 포함하고,
    상기 측정수단(17)에는 하나 이상의 이동수단이 제공되고, 상기 이동수단은 연결수단(37)을 통해, 상기 측정수단이 상기 고정된 중공튜브 또는 상기 미립자 공급수단(24)에 수용되거나, 상기 중공튜브 또는 상기 미립자 공급수단(24)으로부터 부분적으로 또는 완전히 빠져나올 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충진 베드의 높이를 측정하는 측정수단(17)은 전자기파 및/또는 음파 측정수단인 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    로딩 프로파일을 측정하는 하나 이상의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정수단(17)에 의해, 충진베드의 높이를 측정하고 로딩 프로파일을 측정하는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 측정수단(17)이 곡률반경 상에 위치하거나, 회전타원체 또는 원통형 형상으로 위치하는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 로딩 프로파일을 측정하는 측정수단(17)은 반구형 체적에 위치되어 있는 복수의 송수신기로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측정수단(17)에는 각도 모터수단이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측정수단(17)의 축(Y'Y)과 채워 넣어질 용기의 길이방향 축(X'X) 사이에서 결정되는 측정각도는 그 범위가 30°까지인 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  9. 제3항에 있어서,
    요구되는 로딩 프로파일과 측정된 로딩 프로파일을 비교하는 비교수단을 포함하고, 상기 비교수단은 컴퓨터로 구현되는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    높이의 측정으로부터 및/또는 채워넣는 중에 촉매 베드(13)의 충진 프론트의 분석으로부터 나오는 데이터에 따라, 공급수단(24) 및/또는 분산수단(26)의 조절 매개변수를 수정하기 위한 자동화된 작동을 가능케 하는 잭(29, 32, 33, 34)을 포함하는 자동화된 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측정수단(17)은 상기 회전하는 중공샤프트(25)에 견고히 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 충진 베드의 높이를 측정하는 측정수단(17)은 레이더 타입의 전자기파 측정수단 및/또는 수중음파 탐지기 타입의 음파 측정수단인 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 고정된 중공튜브(38)의 중공부에 출입하기 위해, 상기 충진 베드 및/또는 상기 로딩 프로파일의 높이를 측정하는 측정수단(17)이 병진운동을 할 수 있게 하는 하나 이상의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 측정수단(17)이 원형 곡률반경 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 로딩장치.
  15. 제1항의 로딩장치에 의해, 용기(2)에 고체 미립자를 채워넣는 로딩방법에 있어서,
    - 상기 고체 미립자를 상부로부터 바닥으로 유동시키는 단계와;
    - 미립자 충진 베드의 높이 및/또는 충진 프로파일의 복수의 표면 또는 전체 표면의 로딩 프로파일을 동시에 측정하는 단계와;
    - 충진 베드의 높이 및/또는 로딩 프로파일의 측정값에 따라 로딩 매개변수를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로딩방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 측정은 로딩의 중단을 10분 미만으로 요구하는 것을 특징으로 하는 로딩방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 측정은 로딩의 중단을 요구하지 않는 것을 특징으로 하는 로딩방법.
  18. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    공급수단(24) 및 분산수단(26)의 매개변수는 채워넣어질 용기(2)의 내부의 기하학적 형상의 구조를 고려하는 모델에 대하여 미립자 충진 베드의 측정된 높이 및/또는 로딩 프로파일에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 로딩방법.
  19. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    로딩 프로파일을 측정하는 측정수단(17)은, 전체 표면 영역의 20% 미만을 나타내는 표면 영역의 각 유닛에 대한 하나 이상의 포인트의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 로딩방법.
  20. 제1항 또는 제2항에 따른 로딩장치 또는 제15항 또는 제16항에 따른 로딩방법의 사용방법으로서, 탄화수소의 수소화처리를 위해 화학반응기 내에 하나 이상의 촉매 베드를 채워넣는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제1항 또는 제2항에 따른 로딩장치 또는 제15항 또는 제16항에 따른 로딩방법의 사용방법으로서, "방사유동" 화학 반응기로 알려진 화학 반응기 내에 하나 이상의 촉매 베드를 채워넣는 것을 특징으로 하는 방법.
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