KR20080059282A

KR20080059282A - 촉매 로딩 장치

Info

Publication number: KR20080059282A
Application number: KR1020087010680A
Authority: KR
Inventors: 마이클 피터 로버츠; 폴 맥로린; 데이비드 에반스 포스터; 게리 콕레인
Original assignee: 존슨 맛쎄이 퍼블릭 리미티드 컴파니
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-06-26
Also published as: BRPI0616818A2; JP2009509761A; US20090090429A1; EP1943014A1; WO2007039764A1; AU2006298554A1; CN101277756A; GB0520088D0; RU2008117124A; CA2621628A1; NO20081265L

Abstract

수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법이며, (i) 촉매 로딩 장치를 수직의 촉매관 내로 도입하는 단계와, (ii) 촉매 입자가 상기 촉매관을 통과하여 상기 촉매 로딩 장치의 밑에 균일한 베드를 형성하면서 상기 촉매 로딩 장치와 접촉하도록 상기 촉매 입자를 상기 촉매관의 상부 내로 로딩하는 단계와, (iii) 상기 촉매 로딩 장치가 강성의 긴 부재 상에 경사진 편향기 판이 복수개 배치되는 편향기 유닛을 복수개 포함하고, 모든 촉매 입자가 상기 각 편향기 유닛을 통과함에 따라 상기 하나 이상의 편향기 판에 의해 편향될 때, 상기 촉매 로딩과 동시적 시간 관계로 상기 촉매관으로부터 상기 촉매 로딩 장치를 제거하는 단계를 포함하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.

촉매관, 촉매 로딩 장치, 촉매 로딩 방법, 편향기 유닛, 편향기 판, 강성 긴 부재.

Description

촉매 로딩 장치 {CATALYST LOADING APPARATUS}

본 발명은 수직의 관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

촉매-충전 관(catalyst-filled tubes)은 상기 관의 외부 주위를 통과하는 열 교환 매체에 의해 반응 혼합물이 가열 또는 냉각되는 열 교환 반응기에 널리 이용된다. 특히, 이와 같은 반응기는 널리 알려졌으며, 통상적으로 메탄인 탄화수소의 혼합물과 수증기가 높은 압력에서 뜨거운 가스 혼합물에 의해 외부로부터 높은 온도로 가열되고, 관 내에 배치되는 알루미나 상의 니켈과 같은 입자 개질 촉매(particulate reforming catalyst)를 통하게 되는, 탄화수소의 촉매 수증기개질(catalytic steam reforming)에 광범위하게 이용된다.

속-로딩(sock-loading) 또는 웨트-로딩(wet-loading)와 같은 수직의 관 내로 촉매 펠렛을 로딩하기 위한 종래의 방법은 입자 가교(particle bridging)의 문제점을 만족스럽게 극복하지 못한다. 입자 가교는 관에서 관으로의 압력 강하의 차이와 그로 인한 유량, 반응도, 열 유동 및 온도의 차이를 발생시키고, 고온 수증기 개질 공정에서는 관의 조기 파손을 발생시키는 상기 관 내의 공극을 초래할 수 있다. 종래의 로딩 방법은 느리며, 보다 많은 관을 내장한 큰 열 교환 반응기가 개 발되면서 일관된 방식으로 관 내로 촉매 펠렛을 경제적으로 로딩하는 더 빠른 방법을 개발할 필요가 있다. 그러나, 빠른 로딩의 요구는 촉매 손상을 최소화해야 하는 요구와 대치된다. 촉매 손상은 '파인(fines)'을 형성하며, 이는 상기 촉매 충전 관을 통과하는 가스의 유동을 차단하여 압력 강하를 증가시킨다. 더 큰 압력 강하는 공장 처리량의 감소, 유동의 불균형을 초래하며 수증기 개질에서는 관의 과열과 관 파손을 초래한다.

미국 특허 제3,608,751호는 이격된 쌍의 경사진 블레이드(blade)를 지지하는 가요성 라인(line)을 포함하는 촉매 로딩 장치를 기재한다. 상기 장치는 관 내로 내려지고, 촉매 입자가 상기 관의 상부를 통해 로딩되고, 그와 동시에 상기 라인은 후퇴된다. 상기 장치는 상기 입자가 상기 블레이드를 우회(by-pass)할 가능성을 갖기 때문에 출원인이 알기로는 현재 사용되지 않고 있다.

미국 특허 제5,247,970호는 촉매 펠렛이 관을 따라 하강할 때 촉매 펠렛의 속도를 늦추기 위해 가요성 라인 상에 제공되는 예를 들어 반경 방향으로 뻗는 스프링과 같은 형태의 댐퍼 브러쉬(damper brush)를 기재한다. 이와 같은 장치는 현재 상업적으로 이용되나. 촉매 로딩의 최대 속도가 제한되며, 더 빠른 로딩 속도가 요구된다.

우리는 종래 가능했던 것보다 더 감소된 촉매 손상과 더 빠른 로딩을 제공하는 방법 및 장치를 개발하였다.

이에 따라 본 발명은,

(i) 촉매 로딩 장치를 수직의 촉매관 내로 도입하는 단계와,

(ii) 촉매 입자가 상기 촉매관을 통과하여 상기 촉매 로딩 장치의 밑에 균일한 베드를 형성하면서 상기 촉매 로딩 장치와 접촉하도록 상기 촉매 입자를 상기 촉매관의 상부 내로 로딩하는 단계와,

(iii) 상기 촉매 로딩 장치가 강성의 긴 부재 상에 경사진 편향기 판이 복수개 배치되는 편향기 유닛을 복수개 포함하고, 모든 촉매 입자가 상기 각 편향기 유닛을 통과함에 따라 상기 하나 이상의 편향기 판에 의해 편향될 때, 상기 촉매 로딩과 동시적 시간 관계로 상기 촉매관으로부터 상기 촉매 로딩 장치를 제거하는 단계를 포함하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 상기 방법에서 사용되는 상기 촉매 로딩 장치를 제공한다.

통상적으로 상기 촉매관은 10 내지 15미터의 길이와 7.5 내지 15cm의 내부 직경을 갖는 실린더이다. 격자(grid) 또는 메쉬(mesh)와 같은 천공된 촉매 저지 수단은 상기 촉매 입자를 지지하기 위해 상기 관의 하부에 통상적으로 제공된다.

상기 촉매 입자는 예를 들어 압출 또는 펠레팅(pelleting)을 통해 형성된 10 내지 30mm 범위의 입자크기를 갖는 구, 실린더, 링 또는 다른 촉매 모양의 촉매 입자이다. '입자 크기'는 길이 또는 직경과 같은 촉매 입자의 가장 작은 치수를 의미한다. 상기 촉매 입자는 바람직하게 2보다 작은 종횡비(aspect ratio)를 가지며, 더 바람직하게는 1.5 이하이다. "종횡비"는 길이/직경 또는 폭을 의미한다. 통상적으로 더 작은 관에서는 더 작은 입자가 사용되나, 임의의 가장 작은 촉매 입자에 대하여 상기 로딩 장치가 적절한 크기를 갖는다면, 본 발명에서는 임의의 입자 크기 조합이 사용될 수 있다. 본 발명은 특별히 로브(lobed) 또는 플루트(flute) 실린더 형상에 대해 유용하며, 특히 2보다 작은 종횡비를 갖는 다공성(multi-holed) 로브 또는 플루트 실린더 형상에 유용함이 밝혀졌다. 이와 같은 촉매 입자는 로브 또는 플루트로 인해 종래의 방법을 사용하면 로딩 시에 더 높은 가교 또는 손상 위험성을 갖는다. 그러나, 상기 로브 또는 플루트 입자는 변환 활동을 지속하는 중에 압력 강하를 감소시키는데 상당한 개선점을 제공함이 밝혀졌으며, 특히 수증기 개질 공정에서 더욱 그러하다.

상기 로딩 장치는 하나 이상의 편향기 유닛을 포함한다. 상기 촉매 입자 모두가 각 편향기 유닛에 의해 편향되기 위하여 상기 편향기 판들은 편향면을 특정하도록 긴 부재 상에 바람직하게 배열되어야 하며 상기 편향기 판은 위에서 볼 때 상기 판의 주연(peripheral) 에지부와 상기 촉매관의 내벽 사이에 최소 촉매 입자 크기의 절반보다 작은 폭의 갭을 상기 편향면 주위에 갖는다. 따라서 원형 단면을 갖는 관에 있어서, 상기 편향기는 위에서 볼 때 바람직하게는 주변에 환형 공극을 갖는 원형면을 특정하고, 상기 공극의 폭은 최소 촉매 입자 크기의 절반보다 작은 크기를 갖는다. 이를 위하여 상기 표면의 직경은 상기 관의 내부 직경보다 바람직하게는 적어도 최소 촉매 입자 하나의 치수만큼 작으며, 즉, 상기 표면의 직경과 상기 관의 내부 직경의 차이는 바람직하게는 최소 입자 하나의 치수보다 작다. 물론, 상기 장치가 상기 관 내에 끼지 않기 위하여 이와 같은 표면의 직경은 상기 관의 내부 직경보다는 작을 필요가 있다. 상기 편향기 판 주위의 갭은 바람직하게는 촉매 입자 크기(최소 촉매 입자 치수)의 약 1/2과 약 1/4 사이의 값을 갖는다. 위에서 볼 때의 상기 겉보기 표면(apparent surface)은 연속적일 필요는 없으나, 촉매 입자가 상기 편향기 유닛을 우회하는 것을 방지하기 위해 상기 겉보기 표면의 모든 간격 및/또는 오리피스가 최소 입자 크기 치수보다 작아야 한다.

상기 편향기 판을 이와 같이 배열하는 것은, 모든 상기 촉매 입자가 각 편향기 유닛의 적어도 하나의 상기 편향기 판과 접촉하는 것을 보장한다. 더 나아가, 이와 같은 배열은 상기 로딩 공정을 손상시키지 않으면서 상기 관 내에서 상기 장치를 어느 정도 움직일 수 있게 한다.

편향기 유닛 각각은 하나의 긴 부재와 상기 긴 부재에 고정되어 있는 복수의 경사진 편향기 판을 포함한다. 본 발명에 있어서, 상기 판이 장착 또는 고정되어 있는 상기 긴 부재는 강성이다. 상기 강성의 긴 부재는 바람직하게는 로드이며, 다각형, 타원형, 링 또는 바람직하게는 원형 단면을 갖는다. 이와 같은 긴 부재는 강철로 적절히 만들어지거나, 다르게는 경량의 강성 재료가 사용된다. 상기 긴 부재는 바람직하게는 10-100cm의 길이를 갖고, 더 바람직하게는 10-60cm의 길이를 갖는다. 강성의 긴 부재를 사용함으로써 상기 촉매 입자 모두가 편향되도록 상기 편향기 판을 배열하여 고정할 수 있다. 상기 언급한 미국 특허 제3,608,751호에서는 경사진 블레이드가 가요성 로프에 고정되어 촉매 로딩 중에 상기 블레이드가 상호 간에 비틀리거나 움직일 수 있었으며, 그로 인해 촉매 입자가 상기 블레이드를 우회할 수 있었다.

상기 편향기 유닛은 직접적으로 상호 연결될 수 있으나, 적절한 가요성 로프, 케이블 또는 와이어에 의해 바람직하게는 0.5 내지 2.5 미터 간격으로, 더 바람직하게는 1 내지 2 미터 간격으로 분리된다. 상기 최상의 편향기 유닛은 사용 중에 바람직하게는 상기 관의 상부로부터 2.5 미터까지 떨어져서 가요성 로프, 케이블 또는 와이어 수단에 의해 상기 촉매관 내에 매달리게 된다. 상기 편향기 유닛 간의 연결은 후크, 상호고정 후프 수단(interlocking hoops), 이른바 범용 결합부(universal joints)등에 의해 이루어질 수 있다. 바람직하게, 상기 결합은 상기 장치의 신속한 조립 및 분해를 가능케 하여 관 길이에 따라 쉽게 적용되는 장치를 제공하며, 각 관에서의 촉매 로딩에 사용되는 상이한 편향기 판의 배열을 갖는 상이한 편향기 유닛을 제공한다. 더 나아가, 상기 장치의 반응기로 또는 반응기로부터의 수송을 단순화한다.

따라서 상기 촉매 로딩 장치는 바람직하게 각각이 경사진 판을 지지하는 강성의 긴 부재를 포함하는 복수의 편향기 유닛을 포함하며, 유닛 각각은 일정 길이의 가요성 로프, 케이블 또는 와이어에 의해 분리된다. 바람직하게는, 편향기 유닛 각각에서 상기 긴 부재는 1 내지 20개의 편향기 판을 지지하며, 더 바람직하게는 2 내지 8개의 편향기 판을 지지한다. 상기 편향기 판은 바람직하게는 금속 또는 플라스틱과 같은 강성 재료로 제조된다. 상기 편향기 판은 제조를 단순화하기 위해 요구에 따라서 상기 긴 부재와 동일한 재료, 예를 들어 강철과 같은 재료로 제조될 수 있다. 요구에 따라서 상기 편향기 판은 탄성 재료로 코팅될 수 있다. 양호한 실시예에 있어서, 상기 편향기 판은 폴리프로필렌과 같은 탄성 플라스틱으로 제조될 수 있다. 이는 상기 판의 신속한 제조를 가능케 하며, 로딩 중에 상기 관이 막히는 경우에, 상기 로딩 장치는 제자리에 있는 상태로 상기 유닛에 영구 손상을 초래하지 않으면서 상기 판을 이동시키기 위한 충분한 힘을 갖는 진공 호스를 상기 관의 내부에 삽입할 수 있다. 폴리프로필렌 판은 바람직하게는 1-3 mm의 두께를 갖는다.

상기 판은 용접, 글루잉(gluing) 또는 유사한 방법을 통해 상기 긴 부재에 고정될 수 있다. 양호한 실시예에 있어서, 상기 긴 부재는 함께 고정될 수 있는 복수의 서브-유닛을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 서브-유닛은 단부에 나사산을 형성하여 함께 나사 결합될 수 있다. 이후 편향기 판은 상기 서브 유닛 사이에 쉽게 고정될 수 있다.

상기 편향기 판은 상기 긴 부재를 따라 같은 간격으로 이격될 수 있다. 다르게는, 상기 편향기 판은 쌍으로 대향하여 지지될 수 있다. 하나 이상의 대향쌍이 각 편향기 유닛 상에 있을 수 있다. 상기 판은 바람직하게는 100cm 보다 작은 간격으로 이격될 수 있으며, 최소 이격은 촉매 입자 크기에 따라 결정된다. 바람직하게 상기 편향기 판은 1 내지 50cm 이격되어 있으며, 더 바람직하게는 관 내부 직경의 0.1 내지 1.0 배만큼 이격되며, 특히 5 내지 10cm 이격된다.

상기 편향기 판은 경사져 있다. 이는 촉매 입자의 유동축에 대하여 경사져 있음을 의미하며 상기 유동축은 일반적으로 촉매 입자가 로딩되는 상기 촉매관의 축과 동일하고 따라서 상기 긴 부재의 축과도 동일하다. 상기 로딩될 관은 통상적으로 상기 반응기 내에 수직으로 배치된다. 편향기 판 각각의 상기 축에 대한 경사도는 30 내지 60도의 범위, 바람직하게는 40 내지 50도의 범위, 더 바람직하게는 45도의 값을 가지며, 이는 손상을 감소시키는 것과 로딩을 빠르게 하는 대치되는 요구사항에 대해 적합한 것으로 밝혀졌다.

바람직하게는 상기 경사진 편향기 판은 만곡된 최상 또는 선단 에지부를 제공한다. 본 발명자들은 상기 편향기 판의 최상 에지부가 만곡된 경우에 수평의 선단 에지부를 갖는 편향기 수단에 비해 감소된 촉매 손상을 보임을 발견하였다. 이론적인 뒷받침은 없지만, 상기 만곡된 에지부는 그에 접선 방향으로 충돌하는 입자의 에너지를 편향시킬 수 있고, 따라서 입자 손상 가능성을 감소시키는 것으로 알려졌다.

상기 긴 부재는 촉매 입자가 상기 편향기 유닛을 통과하여 밑으로 떨어지는 경로를 특정하는 복수의 편향기 판을 갖는다. 상술한 바와 같이, 상기 편향기 판을 위에서 보면 원형 편향면을 특정할 수 있다. 이에 따라, 상기 편향기 판은 원의 부채꼴들(sectors)을 형성할 수 있으며, 반경 방향 에지부의 정점에서 상기 긴 부재에 결합된다. 이 경우에, 상기 부채꼴들은 상기 반경 방향 에지부들 사이의 각에 의해 특정될 수 있다. 예를 들어, 위에서 볼 때 서로 45도의 각을 이루는 반경 방향 에지부를 갖는 부채꼴에 있어서, 위에서 볼 때 완전한 원을 이루기 위해서는 이와 같은 8개의 부채꼴이 요구된다. 유사하게, 60도는 6개의 부채꼴, 90도는 4개의 부채꼴, 120도는 3개의 부채꼴 및 180도는 2개의 부채꼴이 요구된다. 마지막으로, 반경 방향 에지부가 직경 에지부를 형성할 경우는 그 중앙에서 상기 긴 부재에 결합된다. 상기 판이 촉매 입자의 우회를 방지하기 위해 대향쌍으로 배열된 경우에는, 각 쌍을 통과하는 직경은 바람직하게는 상기 판이 원형 편향면을 특정하도록 배열된다. 예를 들어, 촉매 입자가 상기 판을 우회하는 것을 방지하기 위해 6개의 부채꼴이 상기 긴 부재를 따라서 3개의 대향쌍으로 배열되는 경우에는, 상기 판을 통과하는 직경은 서로 약 120도를 이룬다.

상기 긴 부재 상에 배열되는 상기 편향기 판은 동일하거나 상이할 수 있으며, 즉, 상이한 모양의 부채꼴이 상기 부재를 따라서 부착될 수 있으나, 바람직하게는 상기 부채꼴은 제조의 단순화를 위해 동일하다.

각 경우에 있어서, 바람직하게 상기 편향기 판의 상부 에지부는 만곡된다. 양호한 실시예에 있어서, 상기 부채꼴의 상기 반경 방향 에지부은 내향으로 만곡된다. "내향으로 만곡된다"라는 것은 상기 부채꼴의 상기 반경 방향 에지부들이 위에서 볼 때 내향으로 편향되었다는 것을 의미한다. 이와 같은 경우에는 촉매 입자가 상기 편향기 유닛을 우회하지 않도록 상기 부채꼴들의 크기를 조절해야 한다. 더 나아가, 상기 편향기 판들이 위에서 볼 때 원의 부채꼴들을 형성하기 위해서는, 상기 판들의 만곡된 주연 에지부들(circumferential edges)은 상기 편향기 판들의 경사도 각을 고려하면 타원형일 필요가 있다는 것이 이해될 것이다.

상기 편향기 판들의 면들은 프로펠러 블레이드(propeller blade)의 방법으로 만곡될 수 있으나, 바람직하게는 제조의 단순화를 위해 편평하다.

바람직한 배열에 있어서, 상기 편향기 판들은 위에서 볼 때 반원 또는 4분원 형상이다. 이하에서 이와 같은 편향기 판들은 반원 또는 4분원이라 불릴 것이나, 상기 편향기 판들의 실제 모양은 경사도의 각을 고려하고 상기 유닛의 원주부에서의 촉매 입자의 우회를 방지하기 위해 수정이 요구될 것이 이해될 것이다.

편향기 유닛의 제1 실시예에 있어서, 반원 편향기 판들의 쌍은, 상기 편향기 판들 쌍의 직경 에지부가 서로 평행하고 면이 바람직하게 서로 수직인 상태로 긴 부재를 따라 이격된 관계로 고정된다. 이는 상기 촉매 입자들이 반복되는 구불구불한 방법으로 밑으로 흐를 수 있게 한다.

제2 실시예에 있어서, 반원 편향기 판들의 쌍은 상기 긴 부재를 따라서 대향하는 관계로, 서로 수직하는 상기 편향기 판들 쌍의 직경 에지부들과 면들을 갖고 고정된다. 바람직하게는, 편향기 판들의 각 쌍은 상기 직경 에지부들이 상기 이어지는 또는 선행하는 쌍과 직각을 이루도록 배열된다. 이는 상기 촉매 입자들이 돌면서 밑으로 유동하게 한다.

4분원 편향기들을 갖는 바람직한 실시예에 있어서, 상기 편향기 판들은 수평이면서 상기 긴 부재와는 90 도를 이루는 하나의 반경 방향 에지부를 갖고 배치된다.

이와 같은 4분원들의 쌍들은 긴 부재를 따라서 이격되어 고정되며, 각 4분원들의 쌍은 두 개의 반경 방향 에지부가 동일선상에 있도록, 즉, 상기 긴 부재와 수직인 상기 두 개의 반경 방향 에지부가 상기 관을 가로지르는 지름을 형성하는 인접한 관계를 갖는다. 이와 같은 쌍이 적용될 경우, 바람직하게는 한 쌍의 상기 동일선상 반경 방향 에지부가 이어지는 또는 선행하는 한 쌍의 동일선상 반경 방향 에지부와 수직을 이루는 지름을 형성한다.

상기 로딩 장치의 특히 양호한 실시예에서는, 반경 방향 에지부들이 내향으로 만곡된 3개의 대향하는 부채꼴 편향기 판들의 쌍을 갖는 하나 이상의 유닛을 포함한다. 상기 부채꼴의 각은 바람직하게 약 60도이다. 긴 부재를 통과하는 지름은 상기 판들을 이등분한다. 따라서, 상기 대향하는 쌍의 직경은 상기 유닛을 통해 하강하는 촉매 입자들이 적어도 하나의 판과 충돌하도록, 바람직하게는 서로 약 120도의 각을 이룬다. 상기 판은 상기 긴 부재에 대하여 약 45도의 각을 이루며 경사진다. 상기 판들의 경사도는 상기 촉매 입자들이 하강하면서 회전하는 경로를 따르도록 유닛 내에 형성된다. 본 실시예에 있어서, 각 쌍을 바람직하게는 예를 들어 폴리프로필렌과 같은 하나의 편의 탄성 플라스틱으로 제조하며, 상기 유닛은 정점에서 서로 연결되는 세 개의 대향하는 쌍의 부채꼴 편향기 판들의 서브-유닛들로부터 형성된다.

본 발명에 따른 상기 로딩 장치는 임의의 배열을 갖는 동일 또는 상이한 복수의 편향기 유닛들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반원 판들을 갖는 하나 이상의 편향기 유닛들이 4분원 판들을 갖는 하나 이상의 유닛 위에 배치될 수 있다.

다르게는, 상기 로딩 장치는 상기 판들이 3개의 대향하는 쌍으로 배열된 복수의 6-판 유닛들을 포함할 수 있다.

상기 촉매 입자들이 원형 회전 경로를 따라 하강할 때, 로딩 중에 상기 장치가 관 내에서 회전하는 것을 방지하기 위해 바람직하게는 상기 판들은 상기 입자들이 시계 방향과 반시계 방향으로 균형되게 이동하도록 배열된다. 바람직하게는, 상기 유닛들은 상기 입자들을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 안내하는 복수의 판들을 포함하며, 상기 유닛들은 상기 입자들이 상기 관을 통과하여 하강할 때 시계 방향과 반시계 방향으로 교대할 수 있도록 상기 관 내에 배열된다.

상기 촉매 입자들은 종래의 수단에 의해 상기 관의 상부에 로딩되며, 중력에 의해 관을 따라 떨어져서 도중에 상기 로딩 장치의 상기 표면들 및 에지부들과 충돌한다. 상기 입자들이 편향기 유닛과 직면하면, 상기 관 벽 내측에서 멀어지는 방향으로 편향되어 수직 속도는 감소되며, 상기 편향기 판들의 주위를 통과할 수 없게 된다. 이후 상기 촉매 입자들은 상기 관의 바닥으로 수직 낙하하거나, 바람직하게는 최대 2.5미터 아래에 걸려 있는 다른 편향기 유닛으로 떨어지기를 반복하여, 촉매가 성장하는 베드의 상부에 퇴적된다. 상기 촉매 입자의 베드가 위쪽으로 성장하면, 상기 장치는 상기 관으로부터 동시적으로 후퇴되어 가장 낮은 편향기 유닛이 상기 성장하는 베드의 표면으로부터 2.5미터 내에서, 바람직하게는 1.5미터 내에서, 가장 바람직하게는 1미터 내에서 유지된다.

상기 촉매 로딩 장치는 수동으로 상기 관으로 도입되거나/관으로부터 후퇴될 수 있으나, 상기 촉매가 로딩될 때 제어된 승강 속도를 유지하기 위하여 윈치(winch) 또는 그와 같은 다른 승강/하강 장치 등의 상기 장치를 촉매관으로 도입 및 촉매관에서 후퇴하기 위한 수단이 바람직하게 사용된다. 더 나아가, 촉매는 예를 들어 드럼으로부터 수동으로 로딩할 수 있으나, 촉매 입자는 바람직하게는 예를 들어 진동 공급기(vibrating feeder)를 사용하여 조절된 방법으로 상기 관으로 공급된다. 이는 상기 관 내의 촉매 입자의 패킹(packing)을 개선한다.

본 발명은 이어지는 도면을 참조하여 상세히 기재된다.

도1, 도2 및 도3은 4분원 편향기 판들을 갖는 편향기 유닛의 일실시예의 측면도, 평면도 및 사면도(oblique view)를 도시하며;

도4, 도5 및 도6은 반원 편향기 판들을 갖는 편향기 유닛의 제1 실시예의 측면도, 평면도 및 사면도를 도시하며;

도7, 도8 및 도9는 반원 편향기 판들을 갖는 편향기 유닛의 제2 실시예의 측면도, 평면도 및 사면도를 도시하며, 그리고,

도10, 도11 및 도12는 내향으로 만곡된 반경 방향 에지부를 갖는 세 개의 대향하는 부채꼴 편향기 판들의 쌍을 갖는 편향기 유닛의 측면도, 평면도 및 사면도를 도시한다.

도1에서 촉매관(10)은 두 쌍의 이격된 1/4 타원 편향기 판들(16a, 16b, 16c, 16d)을 지지하는 강성 로드(14)를 포함하고 상기 각 편향기 판은 반경 방향 에지부들의 정점에서 상기 로드에 고정되는 장치(12)(도3 참조)를 둘러싼다. 상기 판들의 쌍(16a, 16b, 16c, 16d)은 우회나 과도한 하강 없는 자유로운 유동을 위해 상기 관의 내부 직경의 0.5 배만큼 이격된다. 상기 로드의 상부 및 하부에는 상기 로드 관통 구멍(13)을 일정 길이의 케이블을 통해 다른 편향기 판-지지 강성 부재(도시되지 않음)와 연결하는 연결 수단(도시되지 않음)이 있다. 상기 편향기 판들(16a, 16b)의 상부 쌍은 동일선상에 있으며 상기 로드와 수직을 이루는 직선 반경 방향 에지부들(18a, 18b)로 로드(14)에 고정된다. 상기 편향기 판들(16a, 16b)의 면은 상기 관의 축에 대해 약 45도의 경사를 이루며, 서로 약 90도를 이룬다. 상기 하부 쌍들(16c, 16d) 또한 동일선상에 있으며 상기 로드와 수직을 이루는 그의 직선 반경 방향 에지부들(18c, 18d)로 고정되며, 그의 면은 상기 관의 축에 대해 약 45 도의 경사를 이루며, 서로 약 90도를 이룬다. 상기 에지부 18a/18b 및 18c/18d는 서로 90도를 이루고, 그로부터 상기 상향으로 경사진 반경 방향 에지부들 22a/22b 및 22c/22d 또한 서로 90도를 이루어서, 위에서 볼 때(도2 참조) 상기 편향기 판들(16a 내지 16d)은 상기 편향기 판들(20a 내지 20d)의 주연 외부 에지부와 원을 형성하여 상기 편향기 판들의 만곡된 외부 에지부(20)와 상기 관(10)의 내벽 사이에 환형 공간(19)을 특정한다.

상기 장치는 사용시에 상기 촉매관 내에 상기 관의 상부로부터 최대 2.5미터까지 가요성 로프, 케이블 또는 와이어 수단을 통해 매달리게 된다. 촉매 입자들은 상기 관의 상부에서 로딩되며 상기 장치로 수직 낙하하며, 상기 입자 모두를 편향시키는 하나 이상의 판(16a, 16b, 16c, 16d)의 경사진 면과 접촉하게 되어 그의 수직 속도를 감소시킨다. 이후 상기 입자는 성장하는 촉매 베드의 상부에 퇴적될 때까지 동일하거나 상이한 다음의 편향기 유닛으로 낙하하는 것을 반복할 수 있다.

도4에서는 촉매관(10)이 두 개의 이격된 반타원 편향기 판들(32a, 32b)을 지지하는 강성 로드(14)를 포함하는 장치(30)를 둘러싸며(도6 참조), 상기 편향기 판 각각이 그의 직경 에지부의 가운데에서 상기 로드에 고정된다. 상기 로드의 상부 및 하부에는 상기 로드 관통 구멍(13)을 일정 길이의 케이블을 통해 다른 편향기 판-지지 강성 부재(도시되지 않음)와 연결하는 연결 수단(도시되지 않음)이 있다. 상기 상부 및 하부 편향기 판들(32a, 32b)은 상호 간에 평행하고 상기 관(10)의 축에 대해서는 수직인 그의 직경 에지부(34a, 34b)를 통해 로드(14)에 고정된다. 상기 에지부들(34a, 34b) 간의 거리는 우회 또는 과도한 낙하 없이 자유로운 유동을 가능케 하기 위해 상기 관 내부 직경의 약 0.5배가 된다. 상기 편향기 판들(32a, 32b)의 면들은 상향으로 경사져서 상기 관의 축과는 약 45도를 이루고, 서로 약 90도를 이룬다. 상부에서 보는 경우(도5 참조), 상기 편향기 판들(32a, 32b)은 상기 편향기 판들(36a, 36b)의 주연 외부 에지부와 원을 형성하여 상기 편향기 판들(36)의 만곡된 외부 에지부와 상기 관(10)의 내벽 사이에 환형 공간(19)을 특정한다.

상기 장치는 사용시에 상기 촉매관 내에 상기 관의 상부로부터 최대 2.5미터까지 가요성 로프, 케이블 또는 와이어 수단을 통해 매달리게 된다. 촉매 입자들은 상기 관의 상부에서 로딩되며 상기 장치로 수직 낙하하며, 판의 경사진 면(32a)과 판의 경사진 면(32b)을 접촉하게 되고 상기 관의 내벽을 향하여 편향되어 그의 수직 속도를 감소시킨다. 이후 상기 입자는 성장하는 촉매 베드의 상부에 퇴적될 때까지 동일하거나 상이한 다음의 편향기 유닛으로 낙하하는 것을 반복할 수 있다.

도7에서는 촉매관(10)이 두 개의 대향하는 반타원 편향기 판들(42a, 42b)을 지지하는 강성 로드(14)를 포함하는 상기 장치(40)를 둘러싸며(도9 참조), 상기 편향기 판 각각이 직경 에지부의 가운데에서 상기 로드에 고정된다. 상기 로드의 상부 및 하부에는 상기 로드 관통 구멍(13)을 일정 길이의 케이블을 통해 다른 편향기 판-지지 강성 부재(도시되지 않음)와 연결하는 연결 수단(도시되지 않음)이 있다. 상기 대향하는 편향기 판들(42a, 42b)은 그들의 직경 에지부들(44a, 44b)을 통해 서로 약 90도를 이루고 상기 관(10)에 대해서는 약 45도를 이루면서 로드(14)에 고정된다. 따라서 상기 편향기 판들(42a, 42b)의 상기 면들 또한 상기 관의 축에 대해 약 45도 경사를 이루며 서로 약 90도를 이룬다. 상부(도8 참조)에서 보는 경우, 상기 편향기 판들(42a, 42b)은 상기 편향기 판들의 주연 외부 에지부들(46a, 46b)과 원을 형성하여 상기 편향기 판들의 만곡된 외부 에지부(46)와 상기 관(10)의 내벽 사이에 환형 공간(19)을 특정한다.

상기 장치는 사용시에 상기 촉매관 내에 상기 관의 상부로부터 최대 2.5미터까지 가요성 로프, 케이블 또는 와이어 수단을 통해 매달리게 된다. 촉매 입자들은 상기 관의 상부에서 로딩되며 상기 장치로 수직 낙하하며, 판의 경사진 면들(42a, 42b)을 동시에 접촉하게 되고 상기 관의 내벽에서 멀어지는 방향으로 편향되어 그의 수직 속도를 감소시킨다. 이후 상기 입자는 성장하는 촉매 베드의 상부에 퇴적될 때까지 동일하거나 상이한 다음의 편향기 유닛으로 낙하하는 것을 반복할 수 있다.

도10에서는 촉매관(10)이 세 쌍의 균등하게 이격된 부채꼴 편향기 판들(52a-52b, 54a-54b, 56a-56b)을 지지하는 강성 로드(14)를 포함하는 장치(50)를 둘러싸며, 상기 편향기 판 각각이 부채꼴의 정점에서 상기 로드에 고정된다. 상기 로드(14)는 교대로 내부와 외부에서 나사산을 갖고 함께 나사 결합되는 네 개의 서브-유닛(도12 참조)(58, 60, 62, 64)을 포함한다. 상기 대향하는 쌍의 편향기 판들(52a-52b, 54a-54b, 56a-56b)은 서브-유닛이 나사 결합되는 결합부에서 부착된다. 상기 로드의 상부 및 하부에는 서브-유닛(58, 64)의 상기 로드 관통 구멍(13)을 일정 길이의 케이블을 통해 다른 편향기 판-지지 강성 부재(도시되지 않음)와 연결하는 연결 수단(도시되지 않음)이 있다. 상기 대향하는 쌍의 편향기 판들(52a-52b, 54a-54b, 56a-56b)의 상부면은 서로 약 90도의 경사를 이루며, 상기 관(10)의 축에 대해서는 약 45도를 이룬다. 본 실시예의 상기 판들(52, 54, 56)은 상기 촉매 입자들이 상기 유닛을 통과하여 하강할 때 반시계 방향의 회전 경로를 따르도록 배열된다. 각 판의 상기 경사도의 축을 90도만큼 회전시키면 상기 유닛은 시계방향 회전을 발생시킨다는 것이 이해될 것이다. 상부(도11 참조)에서 보는 경우, 상기 편향기 판들(52a-52b, 54a-54b, 56a-56b)은 상기 편향기 판들의 주연 외부 에지부와 원을 형성하여 상기 편향기 판들의 만곡된 외부 에지부와 상기 관(10)의 내벽 사이에 환형 공간(19)을 특정한다.

상기 장치는 사용시에 상기 촉매관 내에 상기 관의 상부로부터 최대 2.5미터까지 가요성 로프, 케이블 또는 와이어 수단을 통해 매달리게 된다. 촉매 입자들은 상기 관의 상부에서 로딩되며 상기 장치로 수직 낙하하며, 판의 경사진 면들(52a-52b, 54a-54b, 56a-56b)을 접촉하게 되고 상기 관의 내벽에서 멀어지는 방향으로 편향되어 그의 수직 속도를 감소시킨다. 이후 상기 입자들은 성장하는 촉매 베드의 상부에 퇴적될 때까지 동일하거나 상이한 다음의 편향기 유닛으로 낙하하는 것을 반복할 수 있다.

본 장치 및 방법이 촉매 입자의 로딩을 위해 기재되었지만, 상기 장치 및 방법은 수직의 관에 흡수제를 로딩하는 경우와 같은 다른 입자 재료의 로딩에도 동일하게 적합하다.

본 발명은 후술하는 예를 참조하여 추가적으로 설명된다.

예1

본 로딩 방법 및 장치의 장점들은 100mm의 내부 직경과 4.2m의 길이를 갖는 관에 로딩함으로써 증명되었다. 첫째로, 촉매 입자는 상이한 유동 속도로 빈 관에 자유 낙하시킴으로써 로딩되었다. 이는 본 발명의 로딩 장치를 사용하여 반복되었으며, 빠른 로딩 및 현저히 감소된 손상이 증명되었다.

상기 촉매 입자들은 플루트(flute) 되었으며, 4개 구멍을 갖고 13mm의 직경과 16mm의 길이를 갖는 실린더 펠렛이다.

빈 관 시험에서는 0.82리터(약 240 팰렛)의 펠렛이 로딩되었다. 상기 로딩 속도는 미터로 나타내었으며, 분당 상기 관 내의 촉매 베드 표면 높이의 증가이다.

다음 시험에서는 6.5kg(8.8 리터)의 펠렛(약 2600 펠렛)이 본 발명의 실시예를 사용하여 로딩되었다.

상기 로딩 장치는 1미터 간격으로 4개의 편향기 유닛을 가졌었다. 상기 하부 편향기 유닛은 도1 내지 도3에 도시된 바와 같았으며, 다른 편향기 유닛은 도4 내지 도6에 도시된 바와 같았다. 상기 편향기 판은 강철로 만들어졌고, 편향기 판들은 수평에 대해서 45도를 이뤘으며, 상기 판을 둘러싸는 상기 관 벽까지의 환형(원주) 갭은 3mm로 설정되었다(즉, 촉매 최소 치수의 약 0.25배). 상기 편향기 유닛은 170mm의 길이를 가졌으며, 크림프 루프(crimped loop)와 걸쇠(shackle)를 이 용하여 1m 길이와 3mm 직경의 가요성 강철 케이블을 통해 함께 연결되었다. 하부 편향기 유닛과 상기 촉매 베드의 표면 사이의 간격은 상기 촉매 제품의 첨가와 동시에 상기 장치를 올림으로써 촉매 로딩 중에 약 1m로 유지되었다.

본원에서 설명된 로딩 장치의 사용은 자유 낙하 손상을 100보다 큰 인자만큼 감소시켰으며, 6.1분 동안 12m 관을 채울 수 있는 로딩 속도를 가능하게 하였다.

예2

본 로딩 방법 및 장치의 장점들은 101mm의 내부 직경과 12.7m의 길이의 실물 크기를 갖는 관에 로딩함으로써 증명되었다. 첫째로, 촉매 입자들은 상이한 유동 속도로 빈 관에 자유 낙하시킴으로써 로딩되었다. 이는 본 발명의 로딩 장치를 사용하여 상이한 유동 속도에서 반복되었으며, 빠른 로딩 및 현저히 감소된 손상이 증명되었다.

이와 같은 증명은 두 가지 크기 촉매 입자를 사용하여 수행되었다. 첫 번째 크기는 플루트(flute)되고, 4개 구멍을 갖고 16mm의 직경과 19mm의 길이를 갖는 실린더형 펠렛이었으며, 이하 본원에서 "큰 펠렛"이라 지칭한다. 두 번째 크기는 플루트(flute)되고, 4개 구멍을 갖고 11mm의 직경과 13mm의 길이를 갖는 실린더형 펠 렛이었으며, 이하 본원에서 "작은 펠렛"이라 지칭한다.

빈 관에는 각각 8.0 kg의 펠렛을 함유하는 두 개의 버켓을 로딩하였다. 로딩 속도는 m/min으로 표현되며, 이는 상기 관 내의 촉매 베드 표면의 높이 상승을 나타낸다. 손상은 로딩 이전 그대로의 펠렛의 3/4보다 작은 무게를 갖는 촉매 펠렛의 로딩 무게의 퍼센트를 나타낸다.

빈 관을 이용하는 상기 채움에 이어서, 비교를 위하여 본 발명에 따른 상기 로딩 장치를 이용하여 채움을 시험하였다. 상기 로딩 장치는 1미터 간격으로 분리된 편향기 유닛을 가졌다. 모든 상기 편향기 유닛은 도10 내지 도12에 도시된 바와 같았으며, 각 유닛에는 상기 판들 각각이 상기 촉매 입자의 시계 방향과 반시계 방향의 교대 회전을 제공하도록 배열되었다. 상기 판들은 1mm 두께의 폴리프로필렌으로 만들어졌으며, 상기 판들은 수평에 대해 45도를 이루며, 상기 판들과 관 벽 사이의 환형 갭은 펠렛이 상기 블레이드를 우회하지 않도록 3mm(즉, 촉매 최소 치수의 약 0.27배)보다 작았다.

상기 편향기 유닛은 190mm의 길이를 가졌으며, 크림프 루프와 걸쇠를 이용하여 1m 길이와 3mm 직경의 가요성 강철 케이블을 통해 함께 연결되었다. 상기 편향기 판들은 상기 각 유닛에서 65mm 이격되어 장착되었다. 하부 편향기 유닛과 상기 촉매 베드의 표면 사이의 간격은 상기 촉매 제품의 첨가와 동시에 상기 장치를 올 림으로써 촉매 로딩 중에 약 1m로 유지되었다.

본 장치를 이용하여 큰 펠렛을 로딩할 때 발생하는 상기 평균 손상은 1.04% 무게/무게(w/w)이며, 빈 관에 로딩할 때의 24.50% 무게/무게(w/w)와 비교된다. 본 발명에 따른 상기 장치는 자유 낙하에 비하여 23보다 큰 인자만큼 손상의 정도를 감소시켰으며, 3.3분 동안 12.7m 관을 채울 수 있는 로딩 속도를 가능하게 하였다.

본 장치를 이용하여 작은 펠렛을 로딩할 때 발생하는 상기 평균 손상은 0.12% 무게/무게(w/w)이며, 빈 관을 로딩할 때의 7.13% 무게/무게(w/w)와 비교된다. 본 발명에 따른 상기 장치는 자유 낙하에 비하여 54보다 큰 인자만큼 손상의 정도를 감소시켰으며, 2.5분 동안 12.7m 관을 채울 수 있는 로딩 속도를 가능하게 하였다.

이후, 본 발명에 따른 상기 장치의 성능은 종래에 존재하던 미국 특허 제5,247,970호에 기재된 로딩 장치와 비교되었다. 상술한 시험은 상기 장치 및 방법에 전형적으로 이용되는 로딩 속도로 큰 펠렛과 작은 펠렛에 대하여 반복되었다.

미국 특허 제5,247,970호에 기재된 상기 장치를 이용하여 큰 펠렛을 로딩할 때 발생하는 상기 평균 손상은 1.55% 무게/무게(w/w)이다. 이는 본 발명에 기재된 상기 장치를 이용할 때의 상기 손상보다 약 50% 높다. 상기 12.7m의 관은 6.3분 안에 로딩될 수 있었다(중간 점검 제외). 따라서 본 발명은 이 시간의 52% 만으로 로딩을 가능하게 한다.

미국 특허 제5,247,970호에 기재된 상기 장치를 이용하여 작은 펠렛을 로딩할 때 발생하는 상기 평균 손상은 0.58% 무게/무게(w/w)이다. 이는 본 발명에 기재된 상기 장치를 이용할 때의 상기 손상의 4배보다 더 높다. 상기 12.7m의 관은 7.6분 안에 로딩될 수 있었다(중간 점검 제외). 따라서 본 발명은 이 시간의 33% 만으로 로딩을 가능하게 한다.

상기 손상을 비교한 후, 본 발명을 이용한 로딩에 의해 발생하는 밀도 편차와 미국 특허 제5,247,970호를 이용할 때 발생하는 편차의 비교를 수행하였다. 벌크 밀도는 101mm 직경의 관 내를 채우는 8 kg의 촉매 펠렛의 부피를 측정하여 계산되었다. 이는 작은 펠렛과 큰 펠렛에 대해 수행되었다. 각 크기와 장치에 대해 여섯 번의 로딩이 수행되었다.

상기 두 로딩 방법의 주요한 차이는 본 발명이 평균적으로 20초 동안 8kg을 로딩하고, 미국 특허 제5,247,970호는 권장 속도에 의해 약 35초 동안 8kg를 로딩한 것으로서, 이는 본 발명이 상당히 더 빠른 속도로 일관성을 보임을 증명하였다.

상기 결과는 본 발명과 미국 특허 제5,247,970호의 상기 장치가 유사한 밀도를 제공하나 본 발명에 따른 상기 장치가 상당히 더 빠른 속도로 펠렛을 로딩할 수 있음을 보여준다. 모든 수행 결과는 상기 평균값에서 1.2%보다 작은 표준 편차를 갖는 벌크 밀도를 보였다. 정규분포를 가정하고, 로딩 밀도에 5%의 변화를 허용하면, 32000번의 로딩 중에서 한 번보다 적은 비율로 본 제한을 넘는 결과를 보일 것이다.

Claims

수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법이며,

(i) 촉매 로딩 장치를 수직의 촉매관 내로 도입하는 단계와,

(ii) 촉매 입자가 상기 촉매관을 통과하여 상기 촉매 로딩 장치의 밑에 균일한 베드를 형성하면서 상기 촉매 로딩 장치와 접촉하도록 상기 촉매 입자를 상기 촉매관의 상부 내로 로딩하는 단계와,

(iii) 상기 촉매 로딩 장치가 강성의 긴 부재 상에 경사진 편향기 판이 복수개 배치되는 편향기 유닛을 복수개 포함하고, 모든 촉매 입자가 상기 각 편향기 유닛을 통과함에 따라 상기 하나 이상의 편향기 판에 의해 편향될 때, 상기 촉매 로딩과 동시적 시간 관계로 상기 촉매관으로부터 상기 촉매 로딩 장치를 제거하는 단계를 포함하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 편향기 판들은 편향면을 특정하도록 배열되고, 상기 편향면의 에지부와 촉매관 내벽 사이에 최소 촉매 입자 크기의 절반보다 작은 폭의 갭을 상기 편향면 주위에 갖는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편향기 판들의 최상 에지부는 만곡된, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴 부재 각각은 1 내지 20개의 편향기 판들을 지지하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴 부재 각각은 2 내지 8개의 편향기 판들을 지지하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 각 편향기 판의 상기 촉매관의 축에 대한 상기 경사도는 30 내지 60도의 범위에 있는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 판들은 하나의 직선 직경 에지부와 하나의 만곡된 주연 에지부를 갖고, 위에서 볼 때 반원 형상인, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 판들 각각은 두 개의 직선 반경 방향 에지부와 하나의 만곡된 주연 에지부를 갖는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제8항에 있어서, 상기 편향기 판들은 위에서 볼 때 4분원 형상인, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 유닛은 내향으로 만곡된 반경 방향 에지부를 갖고 서로 대향하는 부채꼴 편향기 판들을 세 쌍 구비한, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 입자들이 원형 회전 경로를 따라 하강할 때 상기 입자들이 균형적으로 시계 방향과 반시계 방향으로 이동하도록 상기 편향기 판이 상기 긴 부재 상에 배열된, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 유닛은 가요성 로프, 케이블 또는 와이어에 의해 0.5 내지 2.5미터 간격으로 분리된, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 입자들은 2보다 작은 종횡비를 갖고 로브(lobed) 또는 플루트(flute)된 실린더 형상을 포함하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
하나 이상의 편향기 유닛을 포함하는 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치이며, 상기 각 편향기 유닛은 강성의 긴 부재 상에 배치되는 경사진 편향기 판을 복수개 포함하고, 모든 촉매 입자는 상기 각 편향기 유닛을 통과함에 따라 상기 하나 이상의 편향기 판에 의해 편향되는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항에 있어서, 상기 편향기 판들은 편향면을 특정하도록 배열되고, 상기 편향면의 에지부와 촉매관 내벽 사이에 최소 촉매 입자 크기의 절반보다 작은 폭의 갭을 상기 편향면 주위에 갖는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 편향기 판들의 최상 에지부는 만곡된, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴 부재 각각은 1 내지 20개의 편향기 판들을 지지하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴 부재 각각은 2 내지 8개의 편향기 판들을 지지하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장 치.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 각 편향기 판의 상기 촉매관의 축에 대한 상기 경사도는 30 내지 60도의 범위에 있는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 판들은 하나의 직선 직경 에지부와 하나의 만곡된 주연 에지부를 갖고, 위에서 볼 때 반원 형상인, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 판들 각각은 두 개의 직선 반경 방향 에지부와 하나의 만곡된 주연 에지부를 갖는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제21항에 있어서, 상기 편향기 판들은 위에서 볼 때 4분원 형상인, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 판들은 내향으로 만곡된 반경 방향 에지부를 갖는 부채꼴 편향기 판들인, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 입자들이 원형 회전 경로를 따라 하강할 때 상기 입자들이 균형적으로 시계 방향과 반시계 방향으로 이동하도록 상기 편향기 판이 상기 긴 부재 상에 배열된, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.
제14항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편향기 유닛은 가요성 로프, 케이블 또는 와이어에 의해 0.5 내지 2.5미터 간격으로 분리된, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 방법.
제14항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치를 촉매관으로 도입하거나 촉매관으로부터 제거하기 위한 수단을 더 포함하는, 수직의 촉매관 내로 촉매 입자를 로딩하기 위한 장치.