KR20110066141A - 촉매관 다발을 포함하는 반응기에서의 촉매 자동 교환 장치 - Google Patents

촉매관 다발을 포함하는 반응기에서의 촉매 자동 교환 장치 Download PDF

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KR20110066141A
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랄프 빌
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바스프 에스이
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Abstract

반응기의 세로 방향으로 상단 관판 (2)와 하단 관판 사이에서 용접 또는 압연되며, 기밀 용접된 촉매관 (1)의 다발을 포함하는 반응기의 촉매관 (1)에서의 복수의 작업 공정 단계에 의한 자동 촉매 교환 장치가 제시되며, 상기 장치는 상단 관판 (2)에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동가능하게 배치되고, 또한 각각의 작업 공정 단계를 위한 교환가능한 공구 (4)가 설치될 수 있는 공구 지지 장치 (3)을 포함하며, 상기 교환가능한 공구 (4)는 반응기의 세로축 방향으로, 수직으로, 또한 상단 관판에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 공구 지지 장치 (3)과 함께 이동할 수 있고, 제어 장치에 의해 제어되는 방식으로 각각의 개별 촉매관 (1)을 진행할 수 있고, 각각의 개별 촉매관 (1)의 세로축의 위치는 측정 또는 계산되어 제어 장치의 위치 데이터베이스에 기록된다.

Description

촉매관 다발을 포함하는 반응기에서의 촉매 자동 교환 장치 {DEVICE FOR AUTOMATICALLY REPLACING CATALYSTS IN A REACTOR COMPRISING A BUNDLE OF CONTACT TUBES}
본 발명은 촉매관 다발을 갖는 반응기의 촉매관에서의 자동 촉매 교환을 위한 장치 및 방법, 및 그의 용도에 관한 것이다.
화학 공정 기술에서, 반응은 흔히 촉매 성형체의 형태로 층상 촉매관으로 도입되는 불균일 촉매의 존재하에 수행된다. 이러한 경우에, 다수의 촉매관이, 흔히는 30000개 이하 또는 심지어 40000개 이하의 촉매관이 서로에 대해 평행하게, 반응기의 세로 방향으로 배열된다.
촉매 교환과 관련된 단계, 즉 최초 사용되는 새로운 촉매 성형체를 수용하기 위한 촉매관의 제조, 촉매관의 촉매 성형체 및 필요에 따라 불활성 물질에 의한 충전, 개개의 촉매관에서의 충전 높이 및 압력 강하의 확인, 소비된 촉매 성형체의 관으로부터의 배출 및 재충전 전의 촉매관의 재검사는 지금까지 수동으로, 또한 그에 상응하여 시간 소모적으로 결함이 생기기 쉬운 방식으로 수행되어 왔다.
상기 방법은 또한 작업 종사자의 유해 물질에의 노출과 관련있으며, 반응기 운전중단 시간이 일반적으로 길고, 반응기의 가동률이 상응하게 낮다. 관의 수동 충전의 경우에 오류 요인은, 특히 관의 균일 충전에 관한 한, 매우 다양하고, 개개의 관이 충전되지 않을 가능성이 있다. 매우 엄격한 제어에도 불구하고, 명시한 바와 같이 개개의 촉매관이 충전되지 않는 사례가 다수의 촉매관을 갖는 관형 반응기에서 반복해서 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은 상기 단점을 갖지 않는, 관다발 반응기의 촉매관에서의 개선된 촉매 교환 방법을 제공하는 것이다. 보다 구체적으로, 다수의 촉매관, 흔히는 30000개 이하 또는 심지어 40000개 이하의 촉매관을 갖는 대형 반응기의 경우에도, 모든 관을 균일하게 그리고 촉매 성형체의 수용에 관한 한정된 기준에 따라 검사하고, 충전하고, 촉매 물질의 사용 이후에 배출시키고, 세척하고, 다시 충전할 수 있어야 한다. 또한, 보다 구체적으로, 단축된 반응기 운전중단 시간 및 그에 상응하여 증가된 반응기의 가동률로 보다 신속한 촉매 교환이 노동 강도 및 작업 종사자의 유해 물질에의 노출의 감소와 함께 가능함과 동시에, 공정 단계의 기록된 100% 제어가 보장되어야 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 상단 관판(tube plate)에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동가능하도록 배열되고, 또한 각각의 공정 단계를 위한 교환가능한 공구가 설치될 수 있는 공구 지지 장치를 포함하며, 상기 교환가능한 공구는 반응기의 세로축 방향으로, 수직으로, 또한 상단 관판에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 공구 지지 장치와 함께 이동가능하고, 제어 장치에 의한 제어하에 각각의 개별 촉매관에 접근할 수 있는 것이고, 각각의 개별 촉매관의 세로축의 위치는 측정 또는 계산되어 제어 장치의 위치 데이터베이스에 기록되는 것인, 반응기의 세로 방향으로 상단 관판과 하단 관판 사이에서 용접 또는 압연되며, 기밀 용접된 촉매관의 다발을 갖는 반응기의 촉매관에서의 복수의 공정 단계에 의한 자동 촉매 교환을 위한 장치에 의해 달성된다.
본 발명은 반응기 횡단면에 걸친 촉매관의 특정한 배열과는 무관하다: 이들은 반응기 횡단면에서, 특히 삼각형 피치(pitch) 또는 그외 다른 피치에서 균일하게 배열될 수 있다. 촉매관은 반응기에서 중앙 내부의 중공부 및 필요에 따라 반응기의 내부 재킷에서 촉매관이 없는 공간을 만들거나, 또는 반응기의 내부 재킷에서 촉매관이 없는 두 대향 공간을 만들면서 배열될 수 있다.
촉매관은 통상적으로 반응기의 세로 방향으로 배열되며 상단 관판 및 하단 관판으로 용접 또는 압연되고, 기밀 용접된다.
본 발명의 장치는 특히, 100 내지 40000개의 촉매관, 바람직하게는 1500 내지 40000개의 촉매관, 또는 2500 내지 40000개의 촉매관을 갖는 반응기에서의 자동 촉매 교환에 적합하다.
본 발명은 또한
- 각각의 개별 촉매관의 세로축의 위치를 먼저, 특히 3D 레이저 스캐너에 의해 측정하거나 또는 계산하여, 제어 장치의 위치 데이터베이스에 기록하고,
- 이어서 제어 장치를 사용하여 각각의 경우에 자동 촉매 교환의 각각의 개별 공정 단계를 수행하기 위한 공구에 의해 촉매관 다발의 각각의 개별 촉매관에 접근하며, 이때 상기 공구는 상단 관판에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동가능하도록 배열된 공구 지지 장치 상에 교환가능하도록 배열된 것이고, 상기 공구는 공구 지지 장치와 함께 반응기의 세로축 방향으로 수직으로, 또한 상단 관판에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동하고, 그 동안 자동 촉매 교환의 각각의 개별 공정 단계가 각각의 경우에 수행되는,
반응기의 세로 방향으로 상단 관판과 하단 관판 사이에서 용접 또는 압연되며, 기밀 용접된 촉매관의 다발을 갖는 반응기의 촉매관에서의 복수의 공정 단계에 의한 자동 촉매 교환 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 모든 촉매관의 정확한 위치, 구체적으로 그의 세로축의 위치, 또는 달리 말하면 반응기의 세로축에 대하여 직각인 횡단 평면의 관 중앙부의 위치를 먼저 계산 또는 측정하여 위치 데이터베이스에 기록한다.
특히 이전에 운전하지 않은 반응기의 경우에, 반응기가 완전히 균일하게 위치하는 촉매관을 갖는 한, 계산에 의한 결정이 가능하다.
이러한 목적을 위해, 예를 들어 반응기의 중앙 영역과 반응기의 내벽에 촉매관이 없는 중공 공간이 만들어진 촉매관 다발을 갖는 관형 반응기의 경우에, 4개의 관련있는 치수, 구체적으로 촉매관 다발의 내경 및 외경, 구멍 격리도, 즉 2개의 인접한 촉매관 사이의 중앙부 격리도, 및 3개의 인접한 촉매관의 중앙부를 연결하는 축의 각도가 필요하다.
상기 관련있는 치수를 계산 프로그램으로 사용하여 촉매관의 개수 및 정확한 위치를 계산한다.
그러나, 특히 이미 운전한 반응기의 경우에는, 측정에 의해 개개의 촉매관의 위치를 결정할 필요가 있을 수 있다. 이러한 목적을 위해, 특히 3D 레이저 측정 시스템, 예를 들면 지크 아게(Sick AG) 제조의 LMS 400® 유형의 레이저 스캐너를 사용할 수 있다. 3D 레이저 측정 시스템은 상이한 입사각 (육안으로 투사된 라인을 관찰함)으로, 레이저빔 길이 (거리 및 각도, 즉 2개의 치수)를 결정한다. 제3 치수는 스캐너의 이동을 위한 샤프트(들)의 로터리 인코더(rotary encoder)로부터 얻어지며, 그로부터의 펄스가 스캐너를 통해 루프화되고 각도 및 거리와 조합된 후에, 컴퓨터로 데이터 패킷으로서 전송된다. 상기 데이터를 사용하여 이미지 프로세싱에 의해 개개의 촉매관의 위치를 결정한 다음, 위치 데이터베이스에 저장한다. 공구 지지 장치의 제어 장치는 상기 위치 데이터베이스로부터 위치 좌표를 획득하여 개별 작업 단계로 통합시킨다.
별법으로, 2D 또는 3D 카메라 시스템을 사용할 수도 있다. 2D 이미지의 경우에, 관 위치를 이미지 프로세싱에 의해 계산하고 제3 치수, 즉 반응기 판의 위치를, 예를 들어 측정 프로브 또는 레이저 측정 시스템에 의한 3 측정 지점의 거리 측정에 의해 결정한다. 상기 데이터를 사용하여 관의 3D 좌표를 얻어 위치 데이터베이스에 기록한다.
예를 들어 라이트 섹션법(light section)에 의해 작업하는 3D 카메라 시스템에서, 관 위치를 마찬가지로 이미지 프로세싱에 의해 계산하고 데이터를 위치 데이터베이스에 기록한다.
본 발명의 장치는 반응기의 내부에서 상단 관판에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동가능하도록 배열된 공구 지지 장치를 포함한다. 공구 지지 장치는 각각의 개별 촉매관에 접근할 수 있도록 하기 위해, 전체 횡단면에 걸쳐서 이동할 수 있도록 디자인된다.
한 실시양태에서, 공구 지지 장치는 모두 운동 자유도 6을 갖는다.
바람직한 실시양태에서, 공구 지지 장치는 공구 지지 암(arm)을 포함한다. 이러한 경우에, 공구 지지 암은 특히 반응기의 중앙에 장착될 수 있고, 또한 바람직하게는 공구 지지 암의 대향 단부에 위치하는 서보모터(servomotor)에 의해 전체 반응기 횡단면에 걸쳐서 원운동에 의해 이동할 수 있다.
추가의 실시양태에서, 공구 지지 장치는 슬라이드(slide)를 포함한다.
추가의 실시양태에서, 공구 지지 장치는 갠트리 크레인(gantry crane)을 포함한다.
공구 지지 장치는 특히 전체 또는 국부 네비게이션 시스템에 의해 제어되는 자율 자가구동 로봇일 수 있다.
또한, 예를 들어 시계의 시침 및 분침과 동일한 방식으로 이동하는, 2개 이상, 특히는 2개의 공구 지지 암을 동시에 제공할 수 있다. 이들은 유예 또는 정지된 방식으로 반응기 중앙축에 장착될 수 있다.
자동 촉매 교환을 위한 상이한 공정 단계를 수행하는데 필요한 여러 상이한 공구는 공구 지지 장치 상에 교환가능하게 고정되고, 또한 공구 지지 암의 방향 및 반응기의 세로축 방향으로, 보다 바람직하게는 서보모터에 의해 이동할 수 있다.
이러한 경우에, 상이한 공정 단계 각각을 위한 단일 공구가 공구 지지 장치 상에 교환가능하게 고정될 수 있지만, 동일한 공정 단계 또는 상이한 공정 단계를 수행하기 위한 2개 이상의 공구가 동시에 공구 지지 장치 상에 교환가능하게 배열될 수도 있다.
공구는 위치 데이터베이스로부터의 각각의 개별 촉매관의 위치를 보유하고 있는 제어 장치에 의한 제어에 의해 이동한다.
모든 공정 단계를 기록하고 모든 공정 단계에 대하여 예비설정된 허용 범위에 부합될 때만 반응기를 해제시키는 것이 바람직하다.
자동 촉매 교환을 위한 개별 공정 단계는 먼저, 새로운 촉매관을 최초 사용하는 경우에는, 특히 촉매관이 약간 부식되었을 수 있기 때문에 촉매관의 1차 세척이다. 1차 세척은 바람직하게는, 특히 물을 이용한 고압 세척 또는 기계식으로, 바람직하게는 브러싱에 의해 수행할 수 있다.
이러한 목적을 위해, 특정한 해당 공구, 즉 보다 구체적으로는 고압 세척기 또는 브러쉬가 공구 지지체 상에 이동가능하도록 배열된다.
추가의 공정 단계에서, 촉매관의 물질을 이른바 0점 측정으로서 물질 손상에 대해 검사한다. 보다 구체적으로, 촉매관에 대한 임의의 손상 또는 임의의 수축 구멍이 있는지, 또한 촉매관이 균일한 벽 두께를 갖는지를 검사한다. 물질을, 바람직하게는 와류(eddy current) 분석법에 의해 검사하고, 공구 지지 암 상에 이동가능하도록 배열된 상응하는 공구는 와류 프로브이다. 또한 초음파에 의해서도 물질을 검사할 수 있다.
물질 검사를 위한 공구의 위치는 임의의 각각의 손상 부위의 정확한 위치를 밝히는데 사용할 수 있다.
물질 검사를 위한 공구는 또한 카메라일 수 있다. 즉, 물질 검사는 내시경검사, 특히 비디오 내시경 검사일 수 있다.
추가의 공정 단계에서, 촉매관의 하단부에서 촉매 보유 장치, 이른바 촉매 지지체가 각각의 개별 촉매관에 도입되었는지를 확인한다. 특히 금속 물체 검출기, 특히 광센서, 유도형 센서, 용량형 센서 또는 초음파 센서에 의해 확인할 수 있다.
바람직하게는, 특히 촉매 보유 장치가 이미 장착된 후에, 모든 촉매관은 모든 후속 공정 단계에서, 공정 단계가 현재 수행되고 있는 촉매관과 이격된 각각의 촉매관에서 바람직하게는 마개에 의해 커버링된다.
다음 공정 단계에서, 촉매 보유 장치가 제공된 촉매관은 하나 이상의 층의 촉매 성형체 및 필요에 따라 하나 이상의 층의 불활성 물질로 충전된다.
저장 용기로부터 한정된 양으로 불활성 물질의 첫번째 층을 먼저 도입하는 것이 바람직하다. 방출된 양은 중량측정법으로, 바람직하게는 스트레인 게이지(strain gauge)를 갖는 로드셀(load cell)에 의해 결정할 수 있다. 목표 중량은 소프트웨어에 의해 필요에 따라 예비설정할 수 있다.
또한, 한정된 부피를 갖는 공급관에 의해 부피측정법으로 방출된 물질의 양을 조절할 수 있다. 이러한 방식으로, 임의의 목적하는 방출 부피를 공급관의 단순한 변경에 의해 얻을 수 있다.
촉매 및/또는 불활성 물질은 유리하게는 진공 전달 시스템에 의해, 외부 저장 용기로부터 공구 지지 암 상의 내장 저장 용기로 자동으로 "적시에(just in time)" 전달되어, 수반되는 물질 공급이 효과적으로 무한하기 때문에 충전 공정이 물질 보충을 위해 중단될 필요가 없다.
바람직하게는 불활성 물질의 첫번째 층이 도입된 후에, 충전 높이를 바람직하게는 레이저에 의해 확인한다.
그 후에, 동일한 방식으로, 촉매 성형체의 하나 이상의 층을 중량측정법 또는 부피측정법으로 계량하고, 각각의 층 이후에, 층 높이 및 필요에 따라 압력 강하를 확인한다. 유리하게는, 추가의 불활성 물질층이 최상층과 동일한 방식으로 도입될 수 있고, 충전 높이 및 필요에 따라 압력 강하를 확인할 수 있다.
최종적으로, 추가의 공정 단계에서, 모든 관에서의 압력 강하를 측정하고, 압력 강하 평균 및 평균으로부터의 편차를 결정하고, 정해진 목표값을 초과하는 편차의 경우에 해당되는 촉매관을 부분적으로 또는 완전히 배출시키고 재충전한다.
충전 특질은 바람직하게는 압력 강하 측정에 의해 확인할 수 있다. 모든 측정은 데이터베이스에 기록하고, 반응기 상태도 100% 기록한다.
촉매가 소비되면, 즉 활성 물질이 불활성화되면, 촉매관으로부터 제거되어야 한다. 촉매 성형체가 여전히 자유 유동하는 경우에는, 즉 럼프(lump)가 형성되지 않은 경우에는, 이들은 공구 지지 장치 상의 공구로서 이동가능하도록 배열된 진공 흡인 시스템에 의해 폐기물 용기로 직접 제거될 수 있다. 진공 전달 시스템에, 바람직하게는 각각의 촉매관의 하단부로 강제 제어하에 도입되는 흡인관이 설치된다.
촉매 성형체가 케이크화되거나, 럼프가 형성되거나 또는 함께 압착된 경우에는, 이들은 천공화 또는 분쇄되어야 하고, 이 경우에 유리 물질(loose material)은 상향으로 흡인될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 천공 헤드 또는 분쇄 헤드가 공구 지지 암 상의 공구로서 이동가능하도록 배열되고, 각각의 촉매관의 하단부로 강제 제어하에 도입된다.
촉매 입자가 밀집되지 않고 촉매관의 내벽을 손상시키지 않도록 하기 위해, 드릴 비트(bit)의 외경과 촉매관의 내벽 사이의 거리는 충분히 크고, 보다 구체적으로는 촉매 성형체의 평균 입자 직경의 1/2 이상이도록 해야 한다.
천공 헤드는 중공형이고 진공 흡인 시스템에 부착된, 바람직하게는 경질 금속 물질로 제조된 드릴 비트를 갖는다. 드릴 비트는, 바람직하게는 강제 제어하에 진행하면서, 바람직하게는 튜브의 손상을 방지하기 위해 토크(torque) 한계치 내에서, 바람직하게는 관의 횡단 평면에서 관의 축 주변에서 대략 180°의 진동 운동으로 이동한다.
촉매 성형체가 약 3 내지 5 cm의 나머지 충전 높이까지 제거된 후에, 추가의 공정 단계에서, 보유 장치는 기계식으로 각각의 촉매관으로부터 밀려나온다.
추가의 공정 단계에서, 촉매관의 내벽은 1차 세척과 유사하게, 즉 특히 고압에 의해 또는 브러쉬에 의해 기계식으로 후속 세척된다.
다음 공정 단계는, 물질 손상을 확인하고 필요에 따라 손상된 촉매관을 교환하기 위해, 촉매 성형체를 배출한 후에 세척한 촉매관의, 특히 와류에 의한 물질 검사이다. 보다 구체적으로, 각각의 촉매관의 와류 상태는 0점 측정 직후의 상태와 비교된다.
공정 과정을 모니터링하기 위해, 색상이 상이한, 구체적으로 특정 공정 단계가 이제 수행될 촉매관의 커버링 마개는 제1 색상을 갖고, 동일한 공정 단계가 이미 수행된 촉매관의 커버링 마개는 제2 색상을 갖는, 촉매관의 상단부를 위한 커버링 마개를 제공하고, 공정 단계를 수행하기 위한 공구에 의해 접근된 촉매관으로부터 이격된 모든 촉매관은 항상 커버링되어 있는 것이 유리하다.
추가의 유리한 구조에서, 흡인에 의한 분진의 제거 장치가 상단 관판 영역에서, 촉매관의 상단 오리피스 위에 제공될 수 있다.
본 발명은 또한 (메트)아크롤레인, (메트)아크릴산, 프탈산 무수물, 말레산 무수물, 글리옥살, 에틸렌 옥시드 또는 포스겐의 제조에 있어서의 자동 촉매 교환을 위한 상기 기재된 방법 또는 상기 기재된 장치의 용도를 제공한다.
본 발명은 도면을 참조로 하여 하기에 더욱 상세히 설명될 것이다.
각각의 도면에서,
도 1은 흡인에 의해 소비된 촉매 물질을 제거하는 공정 단계의 수행을 위한 본 발명의 장치의 개략도이고,
도 2는 소비된 촉매 물질을 제거하는 공정 단계의 수행을 위한 본 발명의 장치의 개략도이고,
도 3은 배출시킨 촉매관을 세척하는 공정 단계의 수행을 위한 본 발명의 장치의 개략도이고,
도 4는 촉매관에 촉매 성형체를 충전하는 공정 단계의 수행을 위한 본 발명의 장치의 개략도이다.
도 1의 개략도는 도시되지 않은 반응기의 세로 방향으로 서로에 대해 평행하게 배열되고, 상단 관판 (2)로 용접된 촉매관 (1)을 도시한다.
상단 관판 (2) 위의 평면에서 그에 대해 평행하게, 공구 지지 암 (3)이 이동가능하도록 배열되고 공구 (4)가 설치된다.
공구 지지 암 (3)은, 예를 들어 도면에 도시된 바와 같이, 상단 관판 (2)와 평행한 평면에서 2개의 서보모터 (M)에 의해 이동한다.
공구 지지 암 (3) 상에 각각의 경우에, 교환가능하도록, 반응기의 세로축 방향으로 수직으로 공구 지지 암 (3)을 따라 서보모터 (M)에 의해 이동가능한 공구 (4)가 배열된다.
도 1 내지 4는 특정 공정 단계에 대하여 적합하게 선택된 공구 (4)만이 상이하다: 도 1에서는 공구 (4)로서 진공 전달 시스템이 흡인에 의한 소비된 촉매 물질의 제거를 위해 제공되고, 도 2에서는 코어 비트를 갖는 천공 헤드가 럼프가 형성된 촉매 입자를 배출시키기 위해 제공되고, 도 3에서는 예를 들어 배출시킨 촉매관 (2)를 세척하기 위한 고압 세척기가 제공되고, 도 4에서 촉매관 (2)의 촉매 입자에 의한 충전 공정 단계를 위해 제공된 공구 (4)는 부피측정법에 의한 방출을 위한 한정된 부피를 갖는 공급관이다.

Claims (18)

  1. 상단 관판(tube plate) (2)에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동가능하도록 배열되고, 또한 각각의 공정 단계를 위한 교환가능한 공구 (4)가 설치될 수 있는 공구 지지 장치 (3)을 포함하며, 상기 교환가능한 공구 (4)는 반응기의 세로축 방향으로, 수직으로, 또한 상단 관판에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 공구 지지 장치 (3)과 함께 이동가능하고, 제어 장치에 의한 제어하에 각각의 개별 촉매관 (1)에 접근할 수 있는 것이고, 각각의 개별 촉매관 (1)의 세로축의 위치는 측정 또는 계산되어 제어 장치의 위치 데이터베이스에 기록되는 것인,
    반응기의 세로 방향으로 상단 관판 (2)와 하단 관판 사이에서 용접 또는 압연되며, 기밀 용접된 촉매관 (1)의 다발을 갖는 반응기의 촉매관 (1)에서의 복수의 공정 단계에 의한 자동 촉매 교환 장치.
  2. 제1항에 있어서, 공구 지지 장치 (3)이 공구 지지 암(arm)을 포함하는 것인 장치.
  3. 제2항에 있어서, 공구 지지 장치가, 공구 (4)가 교환가능하게 배열된, 1개 이상의 추가의, 바람직하게는 1개의 추가의 공구 지지 암(들)을 포함하며, 상기 공구 (4)는 각각의 공구 지지 암 상에 동일한 공정 단계를 위해 또는 상이한 공정 단계를 위해 각각의 경우에 제공되는 것인 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 특정 공정 단계가 이제 수행될 촉매관 (1)의 커버링 마개는 제1 색상을 갖고, 동일한 공정 단계가 이미 수행된 촉매관 (1)의 커버링 마개는 제2 색상을 가짐으로써 색상이 상이한, 촉매관 (1)의 상단부를 위한 커버링 마개가 제공되고, 공정 단계를 수행하기 위한 공구 (4)에 의해 접근된 촉매관 (1)로부터 이격된 모든 촉매관 (1)이 항상 커버링되어 있는 것인 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 흡인에 의한 분진 제거 장치가 상단 관판 (2) 영역에서, 촉매관 (1)의 상단 오리피스 위에 제공된 것인 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 반응기가 100 내지 40000개의 촉매관 (1), 바람직하게는 1500 내지 40000개의 촉매관 (1), 보다 바람직하게는 2500 내지 40000개의 촉매관 (1)을 포함하는 것인 장치.
  7. - 각각의 개별 촉매관 (1)의 세로축의 위치를 먼저, 특히 3D 레이저 스캐너에 의해 측정하거나 또는 계산하여, 제어 장치의 위치 데이터베이스에 기록하고,
    - 이어서 제어 장치를 사용하여 각각의 경우에 자동 촉매 교환의 각각의 개별 공정 단계를 수행하기 위한 공구 (4)에 의해 촉매관 (1)의 다발의 각각의 개별 촉매관 (1)에 접근하며, 이때 상기 공구 (4)는 상단 관판 (2)에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동가능하도록 배열된 공구 지지 장치 (3) 상에 교환가능하도록 배열된 것이고, 상기 공구 (4)는 공구 지지 장치 (3)과 함께 반응기의 세로축 방향으로 수직으로, 또한 상단 관판에 대해 평행하게 그 위의 평면에서 이동하고, 그 동안 자동 촉매 교환의 각각의 개별 공정 단계가 각각의 경우에 수행되는,
    반응기의 세로 방향으로 상단 관판 (2)와 하단 관판 사이에서 용접 또는 압연되며, 기밀 용접된 촉매관 (1)의 다발을 갖는 반응기의 촉매관 (1)에서의 복수의 공정 단계에 의한 자동 촉매 교환 방법.
  8. 제7항에 있어서, 자동 촉매 교환을 위한 공정 단계가 이제 운전할 촉매관 (1)의 1차 세척, 특히 바람직하게는 물을 이용한, 고압 세척 또는 바람직하게는 브러싱에 의한, 기계식 세척인 방법.
  9. 제7항에 있어서, 공정 단계가 촉매관 (1)에 대한 물질 손상을 확인하고 또한 필요에 따라 손상된 촉매관 (1)을 교환하기 위한, 특히 와류(eddy current)에 의한 물질 검사인 방법.
  10. 제7항에 있어서, 공정 단계가 촉매 보유 장치가 각각의 촉매관 (1)의 하단부에 존재하는지에 대한 확인, 특히 시각적 확인인 방법.
  11. 제7항에 있어서, 공정 단계가 각각의 촉매관 (1)의 하나 이상의 층의 촉매 성형체 및/또는 하나 이상의 층의 불활성 물질에 의한 충전이며, 상기 충전은 바람직하게는 스트레인 게이지(strain gauge)를 갖는 로드셀(load cell)에 의해 중량측정법으로, 또는 부피측정법으로 수행되는 것인 방법.
  12. 제7항에 있어서, 공정 단계가 한 층의 또는 임의의 복수 층의 촉매 성형체 및/또는 불활성 물질에 의한 충전 이후의 충전 높이 및/또는 압력 강하의 확인이며, 상기 충전 높이는 바람직하게는 시각적으로 또는 초음파에 의해 측정되는 것인 방법.
  13. 제7항에 있어서, 2개 이상의 층의 촉매 성형체 및/또는 2개 이상의 층의 불활성 물질이 각각의 촉매관 (1)에 도입되고, 모든 촉매관 (1)에서의 압력 강하가 측정되고, 압력 강하 평균이 결정되고 평균으로부터의 편차가 각각의 개별 촉매관 (1)에 대하여 계산되고, 예비설정된 허용가능한 한계치를 초과하는 편차의 경우에, 해당되는 촉매관 (1)이 표시되고, 부분적으로 또는 완전히 배출되고, 재충전되는 것인 방법.
  14. 제7항에 있어서, 공정 단계가, 소비된 촉매 성형체가 여전히 자유 유동하는 경우에는 특히 흡인에 의해, 바람직하게는 특히 폐기물 용기로의 직접적인 진공 전달 시스템에 의해, 또는 촉매 성형체가 더이상 자유 유동하지 않는 경우에는 천공 헤드 또는 분쇄 헤드에 의한 천공화에 의해, 촉매관 (1)로부터 소비된 촉매 성형체를 배출시키는 것인 방법.
  15. 제7항에 있어서, 공정 단계가, 바람직하게는 약 3 내지 5 cm 범위의 나머지 충전 높이까지 촉매관에서 촉매 성형체를 배출시킨 후에, 촉매 보유 장치가 적합한 공구에 의해 각각의 촉매관 (1)로부터 밀려나오는 것인 방법.
  16. 제7항에 있어서, 공정 단계가 소비된 촉매 성형체의 배출 이후에, 특히 고압 세척 또는 기계식 세척, 바람직하게는 브러싱에 의한 촉매관 (1)의 내벽의 세척인 방법.
  17. 제7항에 있어서, 공정 단계가 물질 손상을 확인하고 또한 필요에 따라 손상된 촉매관 (1)을 교환하기 위한, 촉매 성형체의 배출 이후에 세척한 촉매관 (1)의, 특히 와류에 의한 물질 검사인 방법.
  18. (메트)아크롤레인, (메트)아크릴산, 프탈산 무수물, 말레산 무수물, 글리옥살, 에틸렌 옥시드 또는 포스겐의 제조를 위한 반응기의 촉매관 (1)에서의 자동 촉매 교환을 위한, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 장치 또는 제7항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 방법의 용도.
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