KR20230074124A - 관형 반응기용 회전가능 유지 장치 - Google Patents

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로버트 마일즈 베이커
헨리 아더 클랙스톤
시몬 그라함
딘 그라함 샤우
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존슨 매티 데이비 테크놀로지스 리미티드
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Abstract

관형 반응기(1)용 반응기 튜브(8), 및 반응기 튜브와 연관되는 유지 장치(20)로서, 반응기 튜브(8)는, 사용 시 촉매(9)를 수납하기 위한 보어(11)를 한정하고, 촉매(9)를 보어 밖으로 배출하기 위한 출구(12)를 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브를 포함하며, 유지 장치(20)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성되고, 제1 위치에서, 유지 장치(20)는 촉매(9)를 보어 내에서 유지하기 위해 출구(12)를 적어도 부분적으로 차단하며, 제2 위치에서, 출구(12)는 출구(12) 밖으로의 촉매(9)의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치.

Description

관형 반응기용 회전가능 유지 장치
본 개시내용은 관형 반응기(tubular reactor)의 개선에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 관형 반응기의 반응기 튜브와 함께 사용하기 위한 유지 장치(retaining device)에 관한 것이다.
종래의, 소위 고정층(fixed bed) 관형 반응기는, 일반적으로 원통형이고 일반적으로 촉매 입자들로 직접 충전되는 복수의 반응기 튜브를 수용하는 반응기 셸(shell)을 포함한다. 사용 시, 열전달 매체가 이들 반응기 튜브의 외부에서 반응기의 셸을 통해 유동하고, 이에 의해 튜브 벽을 가로지르는 열교환에 의하여 반응기 튜브들 내의 촉매의 온도를 조절한다. 따라서, 반응이 발열 반응인 경우, 열전달 매체는 촉매로부터 열이 제거되게 할 것이고, 반응이 흡열 반응인 경우, 열전달 매체는 촉매에 열을 제공할 것이다.
일부 반응의 경우, 반응의 열 영향들은 보통 정도여서, 이들이 문제가 되지 않거나 쉽게 관리될 수 있다. 일부 경우에, 열 영향들은 충분히 작아, 큰 직경의 반응기 튜브들이 사용될 수 있도록 한다. 이는 반응기 튜브 내에 큰 부피의 촉매가 존재하는 이익을 갖는다.
그러나, 더 발열성이거나 흡열성인 반응들의 경우, 유해한 영향이 일어나는 것을 피하도록 안정한 작동 온도를 유지하기 위해 반응기 내의 조건들이 제어될 수 있도록 튜브 벽을 통한 열전달 매체로의 효율적인 열전달이 존재하는 것이 필요하다. 발열 반응의 경우, 그러한 영향은 발생하는 부반응(side reaction); 예를 들어 촉매 활성 부위의 소결에 의한, 촉매에 대한 손상; 및 최악의 경우에서의 열 폭주(thermal runaway)를 포함할 수 있다. 흡열 반응의 경우의 유해한 영향은 반응의 켄칭(quenching)을 포함할 수 있다.
원하는 효율을 달성하기 위해, 단위 길이당 튜브 벽의 표면적이 최대화되어야 한다. 과거에, 이는 더 많은 개수의 더 작은 직경의 반응기 튜브들을 설치함으로써 달성되었다. 일부 반응에서, 크기 제약은 반응기 튜브가 오직 약 15 내지 40 mm 정도의 내경의 것임을 의미한다. 그러나, 이러한 다수의 반응기 튜브의 사용은 반응기의 비용 및 복잡성을 증가시킨다.
따라서, 이들 문제점을 완화시키려는 시도에서, 특히 촉매가 반응기 튜브들 내로 직접 패킹되지 않지만 대신에 반응기 튜브 내에 안착하도록 구성된 복수의 촉매 담체(carrier) 내에 수용되는, 더 발열성이거나 흡열성인 반응을 위해 대안적인 접근법이 개발되었다.
제1 유형의 그러한 촉매 담체가 국제 출원 공개 WO 2011/048361호에 기술되어 있다. 이러한 설비는 더 큰 튜브들 및 더 큰 부피의 더 작은 촉매 입자들이 심지어 더 발열성이거나 흡열성인 반응들을 위해 사용될 수 있도록 튜브 벽에서의 열전달을 최적화하고자 한다. 국제 출원 공개 WO 2011/048361호에 기술된 촉매 담체는 사용 시 촉매를 보유하기 위한 환상 용기를 포함한다. 용기는 튜브를 한정하는 천공된 내측 벽, 천공된 외측 벽, 환상 용기를 폐쇄하는 상단 표면, 및 환상 용기를 폐쇄하는 하단 표면을 갖는다. 튜브의 하단을 폐쇄하는 표면은 환상 용기의 내측 벽에 의해 형성된다. 용기의 하단 표면에서의 또는 그 부근의 위치로부터 시일(seal)의 장소 아래의 위치까지 환상 용기의 천공된 외측 벽으로부터 상향으로 스커트(skirt)가 연장된다. 시일이 상단 표면에 또는 그 부근에 위치되고, 스커트의 외측 표면을 지나 연장되는 거리만큼 용기로부터 연장된다.
제2 유형의 그러한 촉매 담체가 국제 출원 공개 WO 2012/136971호에 기술되어 있다. 이러한 설비에서, 촉매 담체는 사용 시 모놀리스(monolith) 촉매를 보유하기 위한 용기로서, 상기 용기는 용기를 폐쇄하는 하단 표면, 및 상기 용기의 하단 표면으로부터 시일의 장소 아래이고 시일로부터 이격된 위치까지 상향으로 연장되는 스커트를 가지며, 상기 스커트는 모놀리스 촉매의 외측 표면과 스커트 사이에 공간이 있도록 위치되는, 상기 용기; 및 모놀리스 촉매의 상단 표면에 또는 그 부근에 위치되고, 스커트의 외측 표면을 지나 연장되는 거리만큼 모놀리스 촉매로부터 연장되는 시일을 포함한다.
제3 유형의 그러한 촉매 담체가 국제 출원 공개 WO 2016/050520호에 기술되어 있다. 이러한 배열에서, 촉매 담체는 사용 시 촉매를 보유하기 위한 용기를 포함한다. 용기는 용기를 폐쇄하는 하단 표면, 및 상단 표면을 갖는다. 담체 외측 벽이 하단 표면으로부터 상단 표면까지 연장되고, 시일이 담체 외측 벽을 넘어 연장되는 거리만큼 용기로부터 연장된다. 담체 외측 벽은 시일 아래에 위치된 개구들을 갖는다.
반응기 튜브들로부터의 미립자 촉매의 격납(containment)의 손실을 방지하기 위해, 하부 튜브 시트(sheet)에 부착되거나 그 아래에 위치된 탄성 수단 또는 프레임워크에 의해 제자리에 영구적으로 유지될 수 있는 메시(mesh) 또는 그릴(grill)을 전형적으로 포함하는 다양한 수단이 제공되어 왔다. 촉매 담체의 경우, 반응기 내에서 함께 볼트 체결되고 스터드(stud) 및 볼트를 통해 하부 튜브 시트에 고정되는 지지 그리드(grid)가 유지 시스템으로서 사용되어 왔다.
고정층 관형 반응기, 및 촉매 담체에 수용된 촉매를 수납하도록 구성된 것들 둘 모두의 경우, 촉매의 반응기 튜브를 비울 필요가 있을 수 있다. 이러한 필요성은, 예를 들어 촉매가 시간 경과에 따라 분해되어 교체를 필요로 하기 때문에 발생할 수 있다. 분해는, 예를 들어 튜브의 반복된 팽창 및 수축에 의해 야기되는 촉매의 파손과 같은 과정으로 인해 물리적일 수 있거나, 예를 들어 촉매의 중독으로 인해 화학적일 수 있다. 이러한 필요성은 또한 관형 반응기에 대해 주기적 검사 또는 유지보수를 수행하는 요건으로부터 발생할 수 있다.
촉매의 반응기 튜브를 비우는 것은 노동-집약적이고 위험한 시간-소모적 과정일 수 있다. 관형 반응기는 다수의 반응기 튜브를 포함할 수 있다. 각각의 반응기 튜브는 상당한 부피의 촉매 또는 다수의 촉매 담체를 포함할 수 있다. 관형 반응기의 작동 정지 시간(down time)은 손실 생산 시간 면에서 상당한 비용을 초래할 수 있다. 게다가, 미립자 촉매 또는 촉매 담체의 제어된 배출은 공지된 유지 시스템을 사용하여 달성하기가 가능하지 않거나 쉽지 않을 수 있다.
모든 이들 이유 때문에, 촉매의 반응기 튜브를 비우는 과정을 개선하는 방식을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 특히, 신속하고 제어가능한 방식으로 튜브별 기준으로 반응기로부터의 촉매의 배출을 용이하게 하는 것이 바람직할 것이다.
본 개시내용의 제1 태양에서, 관형 반응기용 반응기 튜브, 및 반응기 튜브와 연관되는 유지 장치로서,
반응기 튜브는, 사용 시 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 촉매를 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브의 형태이며,
유지 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전하도록 구성되고,
제1 위치에서, 유지 장치는 촉매를 보어 내에서 유지하기 위해 출구를 적어도 부분적으로 차단하며,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치가 제공된다.
유리하게는, 유지 장치는 촉매의 반응기 튜브를 비우기 위한 개선된 수단을 제공할 수 있다.
유지 장치는 세장형 튜브의 길이방향 축에 평행하고 이와 일치하지 않는 축을 중심으로 회전가능할 수 있다.
유지 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한 회전가능 몸체를 포함할 수 있다.
회전가능 몸체는 회전가능 몸체의 상이한 원주방향 영역들에 배열된 적어도 하나의 차단 부분 및 적어도 하나의 비-차단 부분을 포함할 수 있고,
제1 위치에서, 적어도 하나의 차단 부분은 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있고, 제2 위치에서, 적어도 하나의 비-차단 부분은 출구와 정렬되도록 구성될 수 있다.
회전가능 몸체는 중심 피벗을 포함할 수 있고, 회전가능 몸체는 중심 피벗을 중심으로 회전하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 회전가능 몸체는 회전가능 디스크를 포함할 수 있다.
회전가능 디스크는 디스크 몸체 및 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있고,
제1 위치에서, 디스크 몸체는 촉매를 보어 내에서 유지하기 위해 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있고, 제2 위치에서, 적어도 하나의 개구는 출구와 정렬되도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 개구는 회전가능 디스크의 적어도 하나의 절제된 세그먼트(cut-out segment)를 한정하도록 디스크 몸체의 주연부까지 연장되는 적어도 하나의 개방 개구일 수 있다.
일부 실시예에서, 회전가능 디스크의 상기 또는 각각의 절제된 세그먼트는 렌즈 형상일 수 있다.
일부 실시예에서, 디스크 몸체는 궁형-형상(lune-shaped)일 수 있다.
회전가능 몸체는 1개, 2개, 3개 또는 4개의 개구들을 포함할 수 있다. 이는 특히 유지 장치가 1개, 2개, 3개 또는 4개의 출구들로부터의 촉매의 배출을 제어하도록 의도된 경우일 수 있다.
일부 실시예에서, 회전가능 몸체는 아암(arm) 또는 로브(lobe)를 포함할 수 있고,
제1 위치에서, 아암 또는 로브는 촉매를 보어 내에서 유지하기 위해 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있고, 제2 위치에서, 아암 또는 로브는 출구와 정렬되지 않도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 회전가능 몸체는 2개, 3개 또는 4개의 아암들 또는 로브들을 포함할 수 있다. 이는 특히 유지 장치가 2개, 3개 또는 4개의 출구들로부터의 촉매의 배출을 제어하도록 의도된 경우일 수 있다.
일부 실시예에서, 보어는 사용 시 촉매를 수용하고 보어 내로 삽입가능한 복수의 촉매 담체들의 형태로 촉매를 수납하도록 구성될 수 있으며,
제1 위치에서, 유지 장치는 복수의 촉매 담체들을 보어 내에서 유지하도록 출구를 적어도 부분적으로 차단할 수 있고,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 복수의 촉매 담체들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않을 수 있다.
제1 위치에서, 유지 장치는 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 지지하도록 구성될 수 있다.
제1 위치에서, 유지 장치는,
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 직접적으로 지지할 수 있거나, 또는
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 자체적으로 지지하는 지지 장치와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 간접적으로 지지할 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 보어는 사용 시 보어 내로 성기게 충전된 촉매 입자들의 형태로 촉매를 수납하도록 구성될 수 있고,
제1 위치에서, 유지 장치는 촉매 입자들을 보어 내에서 유지하도록 출구를 적어도 부분적으로 차단할 수 있으며,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않을 수 있다.
반응기 튜브 및 유지 장치는 촉매 입자들을 보어 내에서 지지하는 지지 장치를 더 포함할 수 있으며,
제1 위치에서, 유지 장치는 지지 장치 및 이에 따라 촉매 입자들을 보어 내에서 유지하도록 출구를 적어도 부분적으로 차단할 수 있고,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 지지 장치 및 이후의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않을 수 있다.
지지 장치는 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 지지 장치는 미립자 촉매를 지지하기 위한 적어도 상부 메시를 갖는 중공 또는 다공성 몸체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 지지 장치는 불활성 지지체 재료를 포함할 수 있다. 불활성 지지 재료는 미립자 촉매보다 더 큰 직경을 갖는 불활성 볼(ball)들, 예를 들어 알루미나 볼들을 포함할 수 있다. 알루미나 볼들은 반응기 튜브로부터의 촉매의 손실을 피하기 위해 크기가 등급화될 수 있다. 대안적으로, 지지 장치는 반응기 튜브 벽에 대항하여 확장되어 바스켓처럼 미립자 촉매를 유지하는 하나 이상의 코일형 스프링을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 제2 태양에서, 복수의 반응기 튜브들 및 복수의 유지 장치들을 포함하는 관형 반응기로서,
각각의 반응기 튜브는, 사용 시 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 촉매를 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브를 포함하며,
각각의 유지 장치는 하나 이상의 반응기 튜브와 연관되고, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성되며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 촉매를 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 하나의 출구는 상기 출구 밖으로의 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 관형 반응기가 제공된다.
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 전부의 보어 내에서 촉매를 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단할 수 있다.
그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 2개 또는 전부의 출구는 상기 출구 밖으로의 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않을 수 있다.
각각의 반응기 튜브는 그의 출구와 연관된 2개, 3개 또는 4개의 유지 장치들을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 유지 장치들은 서로 독립적으로 각각 회전가능할 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 복수의 유지 장치들 중 2개 이상이 동기식으로 회전가능하도록 상호연결될 수 있다.
2개 이상의 유지 장치들은 링크 부재에 의해 상호연결될 수 있는데, 여기서 링크 부재는 2개 이상의 유지 장치들을 회전시키도록 작동가능할 수 있다.
복수의 반응기 튜브들은 각각의 쌍의 반응기 튜브들이 균일한 중심간 거리(D)만큼 분리된 등간격의(equi-spaced) 규칙적인 패턴으로 배열될 수 있고,
복수의 유지 장치들은 또한 각각의 쌍의 유지 장치들이 균일한 중심간 거리(D)만큼 분리된 등간격의 규칙적인 패턴으로 배열될 수 있으며,
유지 장치들의 등간격의 규칙적인 패턴은 반응기 튜브들의 등간격의 규칙적인 패턴으로부터 오프셋될 수 있다.
각각의 유지 장치는 2개의 반응기 튜브 사이, 선택적으로 3개 또는 4개의 반응기 튜브 사이의 틈새(interstice)에서 정렬될 수 있다.
각각의 유지 장치는 세장형 튜브들의 길이방향 축들에 평행하고 이들과 일치하지 않는 축을 중심으로 회전가능할 수 있다.
각각의 유지 장치는 그의 제1 위치와 그의 제2 위치 사이에서 회전가능한 회전가능 몸체를 포함할 수 있다.
각각의 회전가능 몸체는 회전가능 몸체의 상이한 원주방향 영역들에 배열된 적어도 하나의 차단 부분 및 적어도 하나의 비-차단 부분을 포함할 수 있고,
그의 제1 위치에서, 적어도 하나의 차단 부분은 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있고, 그의 제2 위치에서, 적어도 하나의 비-차단 부분은 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구와 정렬되도록 구성될 수 있다.
각각의 회전가능 몸체는 중심 피벗을 포함할 수 있고, 회전가능 몸체는 중심 피벗을 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 회전가능 몸체는 회전가능 디스크를 포함할 수 있다.
회전가능 디스크는 디스크 몸체 및 적어도 하나의 개구를 포함할 수 있고,
그의 제1 위치에서, 디스크 몸체는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있고, 그의 제2 위치에서, 적어도 하나의 개구는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구와 정렬되도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 개구는 회전가능 디스크의 적어도 하나의 절제된 세그먼트를 한정하도록 디스크 몸체의 주연부까지 연장되는 적어도 하나의 개방 개구일 수 있다.
회전가능 디스크의 상기 또는 각각의 절제된 세그먼트는 렌즈 형상일 수 있다.
각각의 디스크 몸체는 궁형-형상일 수 있다.
각각의 회전가능 몸체는 1개, 2개, 3개 또는 4개의 개구들을 포함할 수 있다. 이는 특히 유지 장치가 1개, 2개, 3개 또는 4개의 출구들로부터의 촉매의 배출을 제어하도록 의도된 경우일 수 있다.
각각의 회전가능 몸체는 아암 또는 로브를 포함할 수 있고,
제1 위치에서, 아암 또는 로브는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있고, 제2 위치에서, 아암 또는 로브는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구와 정렬되지 않도록 구성될 수 있다.
그의 제1 위치에서, 아암 또는 로브는 2개 이상의 연관된 반응기 튜브들을 가로질러 연장될 수 있다.
아암 또는 로브는 직선형이거나 곡선형일 수 있다.
각각의 회전가능 몸체는 2개, 3개 또는 4개의 아암들 또는 로브들을 포함할 수 있다. 이는 특히 유지 장치가 2개, 3개 또는 4개의 출구들로부터의 촉매의 배출을 제어하도록 의도된 경우일 수 있다.
관형 반응기는 복수의 반응기 튜브들을 지지하는 튜브 시트를 더 포함할 수 있는데, 여기서 복수의 유지 장치들은 튜브 시트에 장착될 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 유지 장치들은 튜브 시트의 스터드 볼트들에 장착될 수 있다.
일부 실시예에서, 튜브 시트는 하부 튜브 시트일 수 있다.
관형 반응기는 유지 장치들의 회전을 선택적으로 방지하기 위한 복수의 로킹(locking) 요소들을 더 포함할 수 있다.
각각의 로킹 요소는 유지 장치들의 회전을 막기 위해 하나 이상의 유지 장치에 닿아 맞물릴 수 있는 로킹 몸체를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 보어는 사용 시 촉매를 수용하고 보어 내로 삽입가능한 복수의 촉매 담체들의 형태로 촉매를 수납하도록 구성될 수 있으며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 복수의 촉매 담체들을 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단할 수 있고,
그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 하나의 출구는 상기 출구 밖으로의 복수의 촉매 담체들의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않을 수 있다.
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 지지하도록 구성될 수 있다.
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는,
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 직접적으로 지지할 수 있거나, 또는
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 자체적으로 지지하는 지지 장치와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 간접적으로 지지할 수 있다.
지지 장치가 먼저 반응기 튜브 내로 밀어 넣어지거나 배치되고, 복수의 촉매 담체들이 뒤따를 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 각각의 보어는 사용 시 보어 내로 충전된 촉매 입자들의 형태로 촉매를 수납하도록 구성될 수 있으며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 촉매 입자들을 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단할 수 있고,
그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 하나의 출구는 상기 출구 밖으로의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않을 수 있다.
일부 실시예에서, 관형 반응기는 촉매 입자들을 보어들 내에서 지지하는 복수의 지지 장치들을 더 포함할 수 있으며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 지지 장치 및 이에 따라 촉매 입자들을 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단할 수 있고,
제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구는 상기 출구 또는 출구들 밖으로의 지지 장치 및 이후의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않을 수 있다.
본 개시내용의 제3 태양에서, 촉매를 관형 반응기의 반응기 튜브 내로 그리고 밖으로 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)하는 방법으로서, 반응기 튜브는 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 촉매를 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브를 포함하는, 상기 방법으로서,
로딩하는 방법은,
유지 장치를 반응기 튜브의 출구와 연관시키는 단계;
유지 장치를 유지 장치가 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 제1 위치로 회전시키는 단계;
촉매가 유지 장치들에 의해 유지 및 지지되도록 촉매를 반응기 튜브들 내로 로딩하는 단계
를 포함하고,
언로딩하는 방법은,
유지 장치를 출구가 충분하게 차단되지 않는 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
촉매를 출구 밖으로 배출하는 단계
를 포함하는, 방법이 제공된다.
2개 이상의 유지 장치들이 반응기 튜브의 출구와 연관될 수 있고,
로딩하는 방법은,
2개 이상의 유지 장치들의 각각을 이들이 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 그들의 제1 위치로 회전시키는 단계;
촉매가 유지 장치들에 의해 유지 및 지지되도록 촉매를 반응기 튜브 내로 로딩하는 단계
를 포함할 수 있고,
언로딩하는 방법은,
2개 이상의 유지 장치들의 각각을 출구가 충분하게 차단되지 않는 그들의 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
촉매를 출구 밖으로 배출하는 단계
를 포함할 수 있다.
관형 반응기는 복수의 반응기 튜브들 및 복수의 유지 장치들을 포함하고,
로딩하는 방법은,
각각의 유지 장치를 유지 장치가 적어도 하나의 반응기 튜브의 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 그의 제1 위치로 회전시키는 단계;
촉매가 유지 장치들에 의해 유지 및 지지되도록 촉매를 반응기 튜브들 내로 로딩하는 단계
를 포함할 수 있고,
언로딩하는 방법은,
유지 장치들 중 하나 이상을 반응기 튜브들 중 적어도 하나의 상기 출구가 충분하게 차단되지 않도록 그의 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
촉매를 상기 출구 또는 출구들 밖으로 배출하는 단계
를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 반응기 튜브들은, 한 번에 하나의 반응기 튜브만의 출구를 충분히 차단하지 않도록 유지 장치들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 하나씩 언로딩될 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 반응기 튜브들은, 2개 이상의 반응기 튜브의 출구들을 동시에 충분히 차단하지 않도록 유지 장치들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 2개 이상씩 언로딩될 수 있다.
일부 실시예에서, 촉매는 촉매를 복수의 촉매 담체들 내에 제공하고 복수의 촉매 담체들을 각각의 보어 내로 로딩함으로써 각각의 보어 내로 로딩될 수 있다.
일부 다른 실시예에서, 촉매는 성긴 촉매 미립자를 각각의 보어 내로 충전함으로써 각각의 보어 내로 로딩될 수 있다.
본 명세서에 개시된 관형 반응기들, 반응기 튜브들, 및 유지 장치들은 광범위한 공정들에 사용될 수 있다. 적합한 공정들의 예들은 발열 반응, 예를 들어 메탄올의 생성을 위한 반응, 암모니아의 생성을 위한 반응, 메탄 생성 반응, 물-가스 이동 반응, 산화 반응, 예를 들어 포름알데하이드, 말레산 무수물 및 에틸렌 옥사이드의 형성, 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch) 반응 등을 위한 반응기들을 포함한다. 예비 개질(pre-reforming), 스팀 개질, 탈수소화 등과 같은 흡열 반응들은 또한 본 개시내용의 촉매 담체들을 포함하는 반응기들에서 수행될 수 있다.
본 개시내용의 관형 반응기, 반응기 튜브 및 유지 장치는 유리하게는 촉매가 매우 발열성이거나 흡열성인 반응에 매체로 사용되게 할 수 있다.
본 개시내용의 촉매는, 성긴 촉매 입자들로서, 또는 촉매 담체 내에 수용된 촉매 모놀리스 또는 촉매 입자들 또는 모놀리스들로서 제공될 수 있다. 촉매는 촉매의 단일 층 또는 촉매의 다수의 층들로서 제공될 수 있다. 촉매 담체는 촉매를 통한 축방향 및 또는 반경방향 유동을 촉진하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 촉매 담체는 촉매를 통한 반경방향 유동을 우선적으로 촉진하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들이 이제 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다:
도 1은 관형 반응기의 개략도이다.
도 2는 촉매 담체들을 수용하는 반응기 튜브의 일부분의 개략도이다.
도 3은 촉매를 수용하는 다른 반응기 튜브의 일부분의 개략도이다.
도 4는 촉매 및 지지 장치를 수용하는 반응기 튜브의 일부분의 개략도이다.
도 5는 관형 반응기의 일부분의 개략도이다.
도 6은 반응기 튜브 및 제1 위치에서의 3개의 유지 장치의 개략 단부도이다.
도 7은 유지 장치가 제2 위치에 있는 상태에서의 도 6의 설비를 도시한다.
도 8은 복수의 반응기 튜브 및 유지 장치의 개략 단부도이다.
도 9는 복수의 반응기 튜브 및 다른 유형의 복수의 유지 장치의 개략 단부도이다.
도 10은 촉매 담체 장치의 단면도이다.
도 11은 도 10의 촉매 담체의 분해 사시도이다.
도 12는 도 10의 촉매 담체의 사시도이다.
본 개시내용의 하기 태양들 및 실시예들은, 단지 예로서, 상부 튜브 시트와 하부 튜브 시트 사이에서 연장되는 복수의 수직 반응기 튜브를 갖는 수직-배향식 관형 반응기를 참조하여 기술될 것이다. 그러나, 본 개시내용이 다른 배향들을 채택할 수 있는 관형 반응기의 다른 구성들에 또한 적용될 수 있음이 이해될 것이다.
추가적으로, 본 명세서에서, 배향에 대한 임의의 언급, 예를 들어 상단, 하단, 상부, 하부, 위에, 아래에 등과 같은 용어들은 참조되는 도면들에 예시된 바와 같은 부품들의 배향과 관련하여 사용되지만, 실제 사용에서의 그러한 부품들의 잠재적인 배향에 대해 제한적인 것으로 보여지지 않아야 한다. 예를 들어, 수직으로 배향되는 것으로 기술된 부품은 또한 수평으로 배향될 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 관형 반응기(1)의 전형적인 레이아웃을 도시한다. 관형 반응기(1)는 하우징(2)을 포함한다. 하우징의 내부는 2개의 튜브 시트 - 상부 튜브 시트(6) 및 하부 튜브 시트(7) - 에 의해 헤드 공간(3), 열교환 구역(4) 및 푸터(footer) 공간(5)으로 분할될 수 있다. 상부 튜브 시트(6)는 열교환 구역(4)으로부터 헤드 공간(3)을 분리한다. 하부 튜브 시트(7)는 열교환 구역(4)으로부터 푸터 공간(5)을 분리한다.
복수의 반응기 튜브(8)가 상부 튜브 시트(6)와 하부 튜브 시트(7) 사이에서 연장된다. 각각의 반응기 튜브(8)는 보어(11)를 한정하는 세장형 튜브를 포함하고, 보어(11)의 일 단부에서 출구(12)를 갖는다. 출구(12)는 반응기 튜브(8)의 하부 단부에 있을 수 있다. 반응기 튜브(8)의 입구(13)는 반응기 튜브(8)의 반대편 단부에, 예를 들어 상부 단부에 제공될 수 있다.
다수의 반응기 튜브(8)가 제공될 수 있는데, 예를 들어 20 내지 80,000개의 반응기 튜브(8)가 존재할 수 있다. 각각의 반응기 튜브(8)의 보어(11)는 예를 들어 20 내지 150 mm의 내경을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 내경은 약 85 mm일 수 있다.
각각의 반응기 튜브(8)는 사용 시 보어(11) 내에 촉매(9)를 수납하도록 의도된다. 촉매(9)는 성길 수 있거나, 다양한 형태로 패키징될 수 있다.
제1 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 촉매(9)는 복수의 촉매 담체(10) 내에서 패키징될 수 있다. 촉매 담체(10)들은 각각의 반응기 튜브(8)의 보어(11) 내에서 촉매 담체(10)들의 적층된 설비로 배열될 수 있다. 하나 이상의 지지 장치(10a)가 적층된 설비의 하단에 제공될 수 있다. 지지 장치(10a)(들)는 촉매(9)를 수용하지 않을 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 촉매(9)가 하부 튜브 시트(7)의 레벨에서 관형 반응기(1) 내에 보유되는 것을 피하도록 역할할 수 있다. 다시 말하면, 지지 장치(10a)(들)는 모든 촉매(9)가 관형 반응기(1)의 열교환 구역(4) 내에 위치되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다.
촉매 담체(10)는 다양한 상이한 형태를 취할 수 있다. 적합한 예들은 국제 출원 공개 WO 2011/048361호, WO 2012/136971호 및 WO 2016/050520호에 기술된 것들을 포함한다. 적합한 촉매 담체(10)의 다른 예가 도 10 내지 도 12에 도시되어 있으며, 이하에서 추가로 기술될 것이다.
각각의 지지 장치(10a)는 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 일례에서, 지지 장치(10a)는 촉매 담체(10)와 동일하거나 유사한 형태를 취할 수 있지만, 촉매(9)로 충전되지 않을 수 있다.
제2 예에서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 촉매(9)는 각각의 반응기 튜브(8)의 보어(11) 내로 성기게 충전되는 촉매 입자들일 수 있다. 하나 이상의 지지 장치(10b)가 도 4에 도시된 바와 같이 미립자 촉매(9)의 층의 하단에 제공될 수 있다. 위와 같이, 지지 장치(10b)(들)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 촉매(9)가 하부 튜브 시트(7)의 레벨에서 관형 반응기(1) 내에 보유되는 것을 방지하도록 역할할 수 있다. 결과적으로, 지지 장치(10b)(들)는 모든 촉매(9)가 관형 반응기(1)의 열교환 구역(4) 내에 위치되는 것을 보장하는 것을 도울 수 있다.
각각의 지지 장치(10b)는 임의의 적합한 형태를 취할 수 있다. 일례에서, 지지 장치(10b)는 미립자 촉매(9)를 지지하기 위한 적어도 상부 메시를 갖는 중공 또는 다공성 몸체를 가질 수 있다. 다른 예에서, 지지 장치(10b)는 미립자 촉매보다 더 큰 직경을 갖는 알루미나 볼과 같은 불활성 지지 재료를 포함할 수 있다. 알루미나 볼들은 반응기 튜브(8)로부터의 촉매의 손실을 피하기 위해 크기가 등급화될 수 있다. 예를 들어, 3 mm의 입자 직경을 갖는 미립자 촉매의 경우, 알루미나 볼들은 25 mm 볼들의 층 위에 놓인 13 mm 볼들의 층 위에 놓인 6 mm 볼들의 층을 구성할 수 있다. 다른 예에서, 지지 장치(10b)는 반응기 튜브 벽에 대항하여 확장되고 바스켓처럼 미립자 촉매를 유지하는 하나 이상의 코일형 스프링을 포함할 수 있다.
전형적으로, 촉매(9) 또는 촉매 담체(10)가 상부 튜브 시트(6)와 하부 튜브 시트(7) 사이의 반응기 튜브(8)의 길이의 전부 또는 실질적으로 전부에 걸치는 것, 즉 이들이 열교환 구역(4)의 길이의 전부 또는 실질적으로 전부에 걸치는 것이 바람직하다.
전형적으로, 성긴 촉매(9) 또는 촉매 담체(10)는 반응기 튜브(8)를 충전할 때 반응기 튜브(8)의 상부 단부에서 입구(13) 내로 로딩되고, 반응기 튜브(8)를 비울 때 반응기 튜브(8)의 하부 단부에서 출구(12)로부터 배출된다.
헤드 공간(3)은 반응기 튜브(8)의 상부 단부에의 접근을 제공하여 반응기 튜브(8) 내로의 촉매(9) 또는 촉매 담체(10)의 로딩을 허용할 수 있다. 푸터 공간(5)은 반응기 튜브(8)의 하부 단부에의 접근을 제공하여 반응기 튜브(8)로부터의 촉매(9) 또는 촉매 담체(10)의 언로딩을 허용할 수 있다.
본 개시내용에 따르면 그리고 예로서 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 각각의 반응기 튜브(8)는 그와 연관된 하나 이상의 유지 장치(20)를 갖는다. 예를 들어, 단일 유지 장치(20)가 각각의 반응기 튜브(8)로부터의 촉매(9)의 배출을 제어할 수 있다. 대안적으로, 2개, 3개, 4개 이상의 유지 장치(20)가 각각의 반응기 튜브(8)의 출구(12)와 연관될 수 있다.
각각의 유지 장치(20)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성된다. 제1 위치에서, 유지 장치(20)는 촉매(9)를 보어(11) 내에서 유지하도록 반응기 튜브(8)의 출구(12)를 적어도 부분적으로 차단한다. 제2 위치에서, 출구(12)는 출구(12) 밖으로의 촉매(9)의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않는다.
유지 장치(20)는 유지 장치가 연관되는 세장형 튜브(8)의 길이방향 축에 평행하고 이와 일치하지 않는 축을 중심으로 회전가능할 수 있다.
유지 장치(20)는 반응기 튜브(8)의 출구(12)에 또는 그 부근에 위치될 수 있다. 예를 들어 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 유지 장치(20)는 제1 위치에서 반응기 튜브(8)의 출구(12)를 가로질러 부분적으로 또는 완전히 연장될 수 있다.
유지 장치(20)는 반응기 튜브(8) 및/또는 하부 튜브 시트(7)에 직접적으로 또는 간접적으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 유지 장치(20)는 하부 튜브 시트(7)의 스터드 볼트에 장착될 수 있다.
각각의 유지 장치(20)는 2개의 반응기 튜브 사이, 선택적으로 3개 또는 4개의 반응기 튜브(8) 사이의 틈새에서 정렬될 수 있다.
유지 장치(20)는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 그러한 재료는 일반적으로 반응기의 작동 조건을 견디도록 선택될 것이다. 일반적으로, 유지 장치(20)는 탄소강, 알루미늄, 스테인리스강, 다른 합금, 또는 반응 조건을 견딜 수 있는 임의의 재료로 제작될 것이다.
유지 장치(20)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한 회전가능 몸체를 포함할 수 있다. 회전가능 몸체는 중심 피벗을 포함할 수 있고, 회전가능 몸체는 중심 피벗을 중심으로 회전하도록 구성된다.
회전가능 몸체는 회전가능 몸체의 상이한 원주방향 영역들에 배열된 적어도 하나의 차단 부분 및 적어도 하나의 비-차단 부분을 포함할 수 있다.
제1 위치에서, 적어도 하나의 차단 부분은 출구(12)를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있고; 제2 위치에서, 적어도 하나의 비-차단 부분은 출구(12)와 정렬되도록 구성될 수 있다.
촉매(9)가 촉매 담체(10) 내에 패키징되는 경우에 또는 촉매 담체(10) 또는 미립자 촉매(9)의 층을 지지하기 위해 지지 장치(10a, 10b)가 사용되는 경우에 회전가능 몸체의 제1 위치에서의 출구(12)의 부분 차단이 이용될 수 있는데, 그 이유는 출구(12)의 개구을 좁힘으로써 촉매 담체(10) 및/또는 지지 장치(10a, 10b)의 바람직하게는 강성인 형태가 보어(11) 내에서 효과적으로 유지될 수 있다.
회전가능 몸체의 일례는 예를 들어 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 회전가능 디스크를 포함하는 경우이다. 도 6은 단일 반응기 튜브(8), 및 반응기 튜브(8)의 출구(12)와 연관된 3개의 유지 장치(20)의 단부도를 도시한다.
3개의 유지 장치(20)는 반응기 튜브(8)의 주연부 둘레에 분포될 수 있다. 이들은 선택적으로 등간격 분포로 배열될 수 있다. 예시된 예에서, 3개의 유지 장치(20)는 서로 약 120°로 이격된다.
회전가능 디스크는 예를 들어 차단 부분을 형성하는 디스크 몸체(21), 및 예를 들어 하나 이상의 비-차단 부분을 형성하는 적어도 하나의 개구(22)를 포함할 수 있다. 디스크 몸체(21)는 평평할 수 있다. 이는 예를 들어 시트 재료로 형성될 수 있다. 디스크 몸체(21)는 5 내지 25 mm의 두께를 가질 수 있다.
디스크 몸체(21)는 디스크 몸체(21)의 중심에 위치될 수 있는 피벗(23)을 중심으로 회전가능할 수 있다. 디스크 몸체(21)는 궁형-형상일 수 있는데, 즉 2개의 원호에 의해 경계가 이루어지는 요철(concave-convex) 영역의 일반적인 형태를 가질 수 있다.
도 6 및 도 7의 예시된 예에서, 각각의 유지 장치(20)에 하나의 개구(22)가 존재할 수 있다. 개구(22)는 회전가능 디스크의 절제된 세그먼트를 한정하도록 디스크 몸체(21)의 주연부까지 연장될 수 있다. 절제된 세그먼트는 렌즈 형상일 수 있는데, 즉 종점들에서 서로 접합된 2개의 원호에 의해 경계가 이루어지는 볼록 영역의 일반적인 형태를 가질 수 있다.
디스크 몸체(21)에는 그의 주연 에지에서 하나 이상의 노치(notch)(24)가 제공될 수 있다. 노치(24)는 디스크 몸체(21)를 제1 위치로부터 제2 위치로 회전시키는 것을 보조하기 위해 공구와 맞물리기 위한 앵커(anchor) 지점을 제공할 수 있다.
도 6은 모든 3개의 유지 장치(20)를 그들의 제1 위치들에서 도시한다. 제1 위치에서, 각각의 디스크 몸체(21)는 출구(12)를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다. 이는, 예를 들어 보어(11) 내에서의 촉매 담체(10)의 유지를 가능하게 한다. 특히, 피벗(23)의 위치 및 디스크 몸체(21)의 직경은, 제1 위치에서 디스크 몸체(21)의 적어도 일부분이 출구(12)를 가로질러 부분적으로 연장되도록 그리고 특히 유지 장치(20)의 레벨을 지나서의 촉매 담체(10)의 통과를 방지하기에 충분하게 연장되도록 구성될 수 있다.
도 7은 모든 3개의 유지 장치(20)가 그들의 제2 위치로 회전되어 있음을 도시한다. 제2 위치에서, 각각의 유지 장치(20)의 개구(22)는 출구(12)와 정렬될 수 있다. 특히, 이 정렬은, 예를 들어 유지 장치(20)의 레벨을 지나서의 그리고 반응기 튜브(8) 밖으로의 촉매 담체(10)의 통과를 허용하기 위해 유지 장치(20)들 사이에서 충분히 큰 윈도우를 생성하는 것이다.
실제로, 관형 반응기(1)는 다수의 반응기 튜브(8)를 포함한다. 반응기 튜브(8)들은 전형적으로 상부 튜브 시트(6)와 하부 튜브 시트(7) 사이에서 규칙적인 어레이로 배열된다. 끝에서 볼 때, 예컨대 아래로부터 하부 튜브 시트(7)를 볼 때, 반응기 튜브(8)들은 규칙적인 패턴으로 배열될 수 있다. 이웃하는 반응기 튜브(8) 사이의 간극들은 일정하고 동일할 수 있다. 반응기 튜브(8)들은 사변형-기반 패턴으로, 예를 들어 반응기 튜브(8)들이 행(row)들과 열(column)들을 형성하고 각각의 반응기 튜브(8)가 최대 8개의 이웃하는 반응기 튜브(8)를 갖는 정사각형 피치(pitch)로 배열될 수 있다. 대안적으로, 다른 예에서, 반응기 튜브(8)들은 반응기 튜브(8)들이 3개의 반응기 튜브(8)의 삼각형 하위-단위들로 형성되고 각각의 반응기 튜브(8)가 최대 6개의 이웃하는 반응기 튜브(8)를 갖는 삼각형 피치로 배열될 수 있다. 다른 배열들이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
도 8은 복수의 반응기 튜브(8)가 삼각형 피치로 배열된 관형 반응기(8)의 일부분의 단부도를 도시한다. 도 8은 각각의 유지 장치(20)가 하나 초과의 반응기 튜브(8)와 어떻게 연관될 수 있는지를 예시한다. 각각의 유지 장치(20)는 3개의 반응기 튜브(8) 사이의 틈새에서 정렬된다.
반응기 튜브(8)들은 각각의 쌍의 반응기 튜브(8)들이 균일한 중심간 거리(D)만큼 분리된 등간격의 규칙적인 패턴으로 배열될 수 있고, 유지 장치(20)들은 또한 각각의 쌍의 유지 장치(20)들이 균일한 중심간 거리(D)만큼 분리된 등간격의 규칙적인 패턴으로 배열될 수 있다. 그러나, 예로서 도 8에 도시된 바와 같이, 유지 장치(20)들의 등간격의 규칙적인 패턴이 반응기 튜브(8)들의 등간격의 규칙적인 패턴으로부터 오프셋되는 것이 주목될 것이다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 반응기 튜브(8a)는 이와 연관된 3개의 유지 장치(20a, 20b, 20c)를 갖는다. 반응기 튜브(8b)는 또한 그와 연관된 3개의 유지 장치(20c, 20d, 20e)를 갖는다. 유지 장치(20c)가 반응기 튜브(8a, 8b)들 둘 모두와 연관된다는 것이 주목될 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 반응기 튜브(8a)는 그의 촉매 담체(10)들을 자유롭게 배출하는데, 그 이유는 유지 장치(20a, 20b, 20c)들 모두가 반응기 튜브(8a)에 대해 그들의 제2 위치에 있기 때문인데, 즉 그들의 개구들이 반응기 튜브(8a)의 출구(12)와 정렬되기 때문이다. 동시에, 유지 장치(20c)는 그의 디스크 몸체(22c)가 반응기 튜브(8b)의 출구(12)를 부분적으로 차단하기 때문에 반응기 튜브(8b)에 대해 그의 제1 위치에 있다.
따라서, 유지 장치(20)들이 유지 장치(20)들의 선택적 회전에 의해 원하는 반응기 튜브(8)들부터의 촉매의 배출을 제어하도록 선택적으로 작동될 수 있음을 알 수 있다.
유지 장치(20)들은 서로 독립적으로 각각 회전가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 유지 장치(20)는, 예를 들어 특정 유지 장치(20)의 노치(24)들 내에 수공구를 맞물리게 함으로써, 작업자에 의해 수동으로 회전될 수 있다.
대안적으로, 유지 장치(20)들 중 2개 이상이 동기식으로 회전가능하도록 상호연결될 수 있다. 예를 들어, 유지 장치(20)들 중 2개 이상이 링크 부재에 의해 상호연결될 수 있다. 단일 링크 부재가 하나의 그룹의 유지 장치(20)들을 회전시킬 수 있는데, 예를 들어 단일 행 또는 열 내의 또는 단일 삼각형 하위-유닛 내의 일부 또는 모든 유지 장치(20)가 단일 링크 부재의 작동에 의해 회전될 수 있다.
관형 반응기(1)에는 유지 장치(20)들의 회전을 선택적으로 방지하기 위한 복수의 로킹 요소(30)가 더 제공될 수 있다. 도 8의 예시된 예에서, 각각의 로킹 요소(30)는 상기 유지 장치(20)들의 회전을 막기 위해 하나 이상의 유지 장치(20)에 닿아 맞물릴 수 있는 로킹 몸체를 포함할 수 있다. 각각의 로킹 요소(30)는 유지 장치(20)들 중 하나 이상과 상호맞물리거나 그와 상호로킹하도록 형상화되고 크기가 정해질 수 있다. 예를 들어, 로킹 요소(30)의 형상은 하나 이상의 유지 장치(20)의 디스크 몸체(21)와 상호로킹하도록 형상화될 수 있다. 도 8에 예시된 바와 같이, 로킹 요소(30)는 하나, 2개 또는 3개의 이웃하는 유지 장치(20)의 디스크 몸체(21)들과 상호로킹할 수 있는, 즉 개구(22)들의 공극들을 점유함으로써 상호로킹할 수 있는 원형 디스크일 수 있다.
로킹 요소(30)는 로킹 위치와 로킹해제 위치 사이에서 이동가능할 수 있다. 이동은 유지 장치(20)의 평면에 직각인 방향으로 있을 수 있다. 예를 들어, 로킹 요소(30)들을 그들의 로킹해제 위치로 이동시키는 것은 로킹 요소(30)들을 디스크 몸체(21)들의 평면 밖으로 상승시키거나 하강시키는 것을 포함할 수 있다.
로킹 요소(30)들은 동기식으로 이동되도록 상호연결될 수 있다.
로킹 요소(30)들은 등간격의 규칙적인 패턴으로 배열될 수 있다.
회전가능 몸체의 다른 예는 예를 들어 도 9에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 아암 또는 로브를 포함하는 경우이다. 도 9는 반응기 튜브(8)들이 삼각형 피치로 배열된 관형 반응기(8)의 일부분의 단부도를 도시한다. 도 9는 각각의 유지 장치(20)가 하나 초과의 반응기 튜브(8)와 어떻게 연관될 수 있는지를 예시한다.
3개의 유지 장치(20)는 각각의 반응기 튜브(8)의 주연부 둘레에 분포될 수 있다. 이들은 선택적으로 등간격 분포로 배열될 수 있다. 예시된 예에서, 3개의 유지 장치(20)는 서로 약 120°로 이격된다.
예시된 바와 같이, 각각의 회전가능 몸체는 3개의 아암 또는 로브(41)를 포함한다. 3개의 아암 또는 로브(41)는 서로 약 120°로 이격될 수 있다. 회전가능 몸체는 회전가능 몸체의 중심에 위치될 수 있는 피벗(42)을 중심으로 회전가능할 수 있다.
다른 예들에서, 각각의 회전가능 몸체는 1개, 2개, 4개 이상의 아암 또는 로브(41)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 아암 또는 로브(41)의 개수는 회전가능 몸체가 연관되는 이웃하는 반응기 튜브(8)의 개수와 동일할 수 있는데, 즉 3개의 반응기 튜브(8) 사이의 틈새에 위치된 회전가능 몸체(8)는 3개의 아암 또는 로브(41)를 가질 수 있다.
전술된 바와 같이, 유지 장치(20)는 하부 튜브 시트(7)에 직접적으로 또는 간접적으로 장착될 수 있다. 예시된 바와 같이, 유지 장치(20)는, 예로서 하부 튜브 시트(7)에 결합된 지지 프레임워크의 일부를 구성하는 스터드 볼트에 장착된다.
각각의 유지 장치(20)는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성된다. 제1 위치에서, 상기 또는 각각의 아암 또는 로브(41)는 촉매(9)를 보어(11) 내에서 유지하기 위해 반응기 튜브(8)의 출구(12)를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다. 제2 위치에서, 상기 또는 각각의 아암 또는 로브(41)는 출구(12)와 정렬되지 않도록 구성될 수 있다.
그의 제1 위치에서, 상기 또는 각각의 아암 또는 로브(41)는 1개, 2개 이상의 연관된 반응기 튜브(8)를 가로질러 연장될 수 있다. 상기 또는 각각의 아암 또는 로브(41)는 직선형이거나 곡선형일 수 있다.
도 9는 유지 장치(20i)를 그의 제1 위치에서 도시한다. 그의 제1 위치에서, 각각의 아암 또는 로브(41)는 이웃하는 반응기 튜브(8)의 출구(12)를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성될 수 있다. 이는 보어(11) 내에서의 촉매(9), 촉매 담체(10), 또는 지지체(10a 또는 10b)의 유지를 가능하게 한다. 특히, 피벗(42)의 위치 및 아암 또는 로브(41)의 길이는, 제1 위치에서 아암 또는 로브(41)의 적어도 말단 부분이 출구(12)를 가로질러 부분적으로 연장되도록, 특히 유지 장치(20)의 레벨을 지나서의 촉매 담체(10) 또는 지지체(10a 또는 10b)의 통과를 방지하기에 충분하게 연장되도록 구성될 수 있다. 따라서, 그의 제1 위치에서, 아암 또는 로브(41)들은 복수의 촉매 담체(10) 중 맨 끝의 촉매 담체를 지지하도록 구성될 수 있다. 지지는 복수의 촉매 담체(10) 중 맨 끝의 촉매 담체와 접촉하는 것에 의한 복수의 촉매 담체(10) 중 맨 끝의 촉매 담체의 직접적인 지지일 수 있거나, 복수의 촉매 담체(10) 중 맨 끝의 촉매 담체를 자체적으로 지지하는 지지 장치(10a)와 접촉하는 것에 의한 복수의 촉매 담체(10) 중 맨 끝의 촉매 담체의 간접적인 지지일 수 있다.
도 9는 유지 장치(20j)를 그의 제2 위치에서 도시한다. 그의 제2 위치에서, 아암 또는 로브(41)는 출구(12)와의 정렬로부터 벗어나 회전되어, 유지 장치(20)의 레벨을 지나서의 그리고 반응기 튜브(8) 밖으로의 촉매(9) 또는 촉매 담체(10)의 통과를 허용한다.
따라서, 이전의 예들과 유사하게, 유지 장치(20)들이 유지 장치(20)들의 선택적 회전에 의해 원하는 반응기 튜브(8)들부터의 촉매(9)의 배출을 제어하도록 선택적으로 작동될 수 있음을 알 수 있다.
앞에서와 같이, 유지 장치(20)들은 서로 독립적으로 각각 회전가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 유지 장치(20)는 작업자에 의해 수동으로 회전될 수 있다. 대안적으로, 유지 장치(20)들 중 2개 이상이 동기식으로 회전가능하도록 상호연결될 수 있다. 예를 들어, 유지 장치(20)들 중 2개 이상이 링크 부재에 의해 상호연결될 수 있다. 단일 링크 부재가 하나의 그룹의 유지 장치(20)들을 회전시킬 수 있는데, 예를 들어 단일 행 또는 열 내의 또는 단일 삼각형 하위-유닛 내의 일부 또는 모든 유지 장치(20)가 단일 링크 부재의 작동에 의해 회전될 수 있다.
사용 시, (예를 들어, 촉매 담체(10)들 내에서 성기거나 패키징된) 촉매(9)는, 관형 반응기(1)의 각각의 반응기 튜브(8)와 연관된 적어도 하나의 유지 장치(20)를, 유지 장치가 출구(12)를 적어도 부분적으로 차단하는 그의 제1 위치로 회전시킴으로써 그 반응기 튜브(8) 내로 로딩될 수 있다. 이어서, 촉매(9)가 반응기 튜브(8) 내로 로딩되어 촉매가 유지 장치(20)에 의해 유지되고 선택적으로 지지될 수 있다. 반응기 튜브(8)를 언로딩하기 위해, 유지 장치(20)는 출구(12)가 충분하게 차단되지 않는 그의 제2 위치로 회전되어, 촉매(9)가 출구(12) 밖으로 배출되도록 할 수 있다.
유지 장치(20)들 중 2개 이상이 단일 반응기 튜브(8)와 연관되는 경우, 연관된 유지 장치(20)들 중 하나 이상 또는 전부가 촉매(9)의 로딩 전에 그들의 제1 위치로 이동될 수 있다.
반응기 튜브(8)들의 언로딩은, 한 번에 하나의 반응기 튜브(8)만의 출구(12)를 충분하게 차단하지 않도록 유지 장치(20)들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 하나씩 수행될 수 있다. 대안적으로, 반응기 튜브(8)들은, 2개 이상의 반응기 튜브(8)의 출구(12)들을 동시에 충분하게 차단하지 않도록 유지 장치(20)들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 2개 이상씩 언로딩될 수 있다.
전술된 바와 같이, 촉매(9)는 촉매 담체(10) 내에 패키징될 수 있다. 적합한 촉매 담체(10)의 일례가 예로서 도 10 내지 도 12에 도시되어 있다. 그러나, 이미 전술된 바와 같이, 본 개시내용에 따르면, 촉매 담체(10)들이 다양한 형태를 취할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 예들뿐만 아니라, 촉매 담체(10)들은 그 내용이 본 명세서에 전체적으로 참고로 포함된 국제 출원 공개 WO 2011/048361호, WO 2012/136971호 및 WO 2016/050520호에 개시된 것들을 포함하지만 이로 한정되지 않는 다른 형태들을 취할 수 있다.
촉매 담체(10)는 일반적으로, 사용 시 촉매 담체가 내부에 배치될 반응기 튜브(8)의 내부 치수보다 더 작은 치수의 것이 되도록 크기가 정해진 용기를 포함할 수 있다. 전형적으로, 촉매 담체(10)가 반응기 튜브(8) 내에서 제위치에 있을 때 반응기 튜브(8)의 내측 벽과 상호작용하도록 크기가 정해진 시일이 제공될 것이다. 반응기 튜브(8)의 상이한 반응들 및 구성들을 수용하기 위해 담체 길이 및 직경과 같은 파라미터들이 선택될 수 있다.
도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 촉매 담체(10)는 사용 시 촉매를 보유하기 위한 용기(100)를 포함할 수 있다. 용기(100)는 일반적으로, 용기(100)의 하부 단부를 폐쇄하는 하단 표면(101), 및 용기(100)의 상부 단부에서의 상단 표면(102)을 가질 수 있다. 담체 외측 벽(103)이 하단 표면(101)으로부터 상단 표면(102)까지 연장될 수 있다. 시일(104)이 담체 외측 벽(103)을 지나 연장되는 거리만큼 용기(100)로부터 연장될 수 있다. 담체 외측 벽(103)은 시일(104) 아래에 위치된 개구(105)들을 가질 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 적어도 일부 실시예에서, 촉매 담체(10)는 더 상세하게는 사용 시 촉매를 보유하기 위한 환상 용기(110)를 포함할 수 있다. 환상 용기(110)는 내측 채널(112)을 한정하는 천공된 내측 용기 벽(111), 및 천공된 내측 용기 벽(111)의 둘레에 동심으로 배열될 수 있는 천공된 외측 용기 벽(113)을 포함할 수 있다. 환상 상단 표면(114)이 환상 용기(110)의 상부 단부를 폐쇄할 수 있고, 환상 하단 표면(115)이 환상 용기(110)의 하부 단부를 폐쇄할 수 있다. 내측 채널(112)의 하부 단부가, 내측 채널(112)의 하부 단부에 제공될 수 있는 하나 이상의 배출 개구(도시되지 않음)를 제외하고, 채널 단부 표면(116)에 의해 폐쇄될 수 있다. 채널 단부 표면(116)은 내측 용기 벽(111)과 일체로 또는 별개로 형성될 수 있다.
도 11의 분해도에 도시된 바와 같이, 촉매 담체(10)는, 예를 들어 용접을 포함한 임의의 적합한 수단에 의해 함께 조립될 수 있는 다수의 개별 구성요소로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 구성요소들은 천공된 내측 튜브(120), 천공된 중간 튜브(121), 외측 튜브(122), 하단 캡(123), 환상 상단 링(124), 상단 캡(125), 및 환상 밀봉 링(126)을 포함할 수 있다.
촉매 담체(10)는 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 그러한 재료는 일반적으로 반응기의 작동 조건을 견디도록 선택될 것이다. 일반적으로, 촉매 담체는 탄소강, 알루미늄, 스테인리스강, 다른 합금, 또는 반응 조건을 견딜 수 있는 임의의 재료로 제작될 것이다.
구성요소들에 적합한 두께는 약 0.1 mm 내지 약 1.0 mm 정도, 바람직하게는 약 0.3 mm 내지 약 1.0 mm 정도의 것일 것이다.
천공된 내측 튜브(120)는 천공된 내측 용기 벽(111)을 포함할 수 있다. 천공된 중간 튜브(121)는 천공된 외측 용기 벽(113)을 포함할 수 있다. 외측 튜브(122)는 담체 외측 벽(103)을 포함할 수 있고, 개구(105)들을 한정할 수 있다. 하단 캡(123)은 하단 표면(101) 및/또는 환상 하단 표면(115)을 구성할 수 있다. 하단 캡(123)은 또한 천공된 내측 튜브(120)를 가로질러 연장되어 채널 단부 표면(116)을 구성할 수 있다. 환상 상단 링(124) 및 상단 캡(125)은 환상 상단 표면(114)을 구성할 수 있고, 상단 표면(102)의 적어도 일부를 구성할 수 있다. 환상 밀봉 링(126)은 시일(104)을 구성할 수 있다.
천공된 내측 튜브(120) 및 천공된 중간 튜브(121)에서의 천공부들의 크기는 촉매를 환상 용기(110) 내에서 유지하면서 촉매를 통한 반응물(들) 및 생성물(들)의 균일한 유동을 허용하도록 선택될 것이다. 따라서, 이들의 크기가 사용되는 촉매 입자의 크기에 따라 좌우될 것임을 이해할 것이다. 대안적인 배열에서, 천공부들은 이들이 더 크지만 촉매가 환상 용기(110) 내에서 유지되는 것을 보장하기 위해 천공부들을 덮는 필터 메시를 갖도록 크기가 정해질 수 있다.
천공부들이 임의의 적합한 구성의 것일 수 있음이 이해될 것이다. 실제로, 벽 또는 튜브가 천공된 것으로서 기술되는 경우, 요구되는 전부는 반응물 및 생성물이 벽 또는 튜브를 통과하게 하는 수단이 존재한다는 것이다.
하단 표면(101), 예를 들어 하단 캡(123)은 다른 촉매 담체(10)의 상부 단부와 맞물리도록 형상화될 수 있다. 예를 들어, 하단 표면(101)은 천공된 내측 튜브(120) 둘레의 환상 리세스(recess)(130)를 포함할 수 있다. 상단 캡(125)은 다른 촉매 담체(10)의 환상 리세스(130) 내에서 맞물리도록 형상화될 수 있다. 예를 들어, 상단 캡(125)은 환상 플러그 몸체(132)로부터 직립하는 환상 링(131)을 포함할 수 있다. 환상 링(131)은 환상 리세스(130) 내에 수용되도록 형상화되고 크기가 정해질 수 있다.
하단 표면(101), 예를 들어 하단 캡(123) 및/또는 채널 단부 표면(116)은 하나 이상의 배출 구멍을 포함할 수 있다. 하나 이상의 배출 구멍이 존재하는 경우, 이들은 필터 메시에 의해 덮일 수 있다.
환상 상단 링(124)은 외측 튜브(122)의 상부 단부에서 맞물리도록 형상화되고 크기가 정해질 수 있다. 상부 캡(125)의 환상 플러그 몸체(132)는 환상 상단 링(124)의 중심 개구와 맞물리도록 구성된 외경을 가질 수 있다. 환상 상단 링(124)과의 상부 캡(125)의 맞물림은 환상 밀봉 링(126)을 개재하고 이를 제위치에서 유지하는 기능을 할 수 있다.
상단 캡(125)은 내측 채널(112)의 상부 단부 내로의 액체 및 가스의 진입을 가능하게 하기 위해 환상 플러그 몸체(132) 내에서 중심 입구(134)를 포함할 수 있다. 환상 링(131)은 액체 및 가스가 중심 입구(134)에 도달할 수 있게 하는 측방향 개구(133)들을 포함할 수 있다.
담체 외측 벽(103)은 매끄러울 수 있거나 형상화될 수 있다. 적합한 형상은 주름(pleat), 파형(corrugation) 등을 포함한다.
담체 외측 벽(103) 내의 개구(105)는 임의의 구성의 것일 수 있다. 일부 실시예에서, 개구(105)는 구멍 또는 슬롯일 수 있다.
시일(104)은 임의의 적합한 방식으로 형성될 수 있다. 그러나, 이는 일반적으로 반응기 튜브(8)의 최소 직경을 수용하기에 충분하게 압축가능할 것이다. 시일(104)은 일반적으로 가요성 활주 시일일 것이다. 일부 실시예에서, 시일(104)은 촉매 담체(10)의 담체 외측 벽(103) 또는 상단 표면(102)으로부터 연장되는 변형가능 플랜지(140)를 포함할 수 있다. 플랜지(140)는, 촉매 담체(10)가 반응기 튜브(8) 내로 삽입됨에 따라 플랜지가 변형되어 반응기 튜브(8) 내부에 끼워지고 이와 상호작용하도록, 반응기 튜브(8)의 내경보다 더 크도록 크기가 정해질 수 있다.
도 10의 예시된 예에서, 변형가능 플랜지(140)는 환상 밀봉 링(126)의 외측 부분을 구성한다. 환상 밀봉 링(126)의 내측 부분(141)은 상단 캡(125)과 환상 상단 링(124) 사이에 개재되고 유지되는 클램핑 표면을 한정할 수 있다. 변형가능 플랜지(140)는 내측 부분(141)에 대해 경사질 수 있다. 변형가능 플랜지(140)는 촉매 담체(10)의 상부 단부를 향해 경사질 수 있다.
담체 외측 벽(103)은 시일(104) 위로 계속될 수 있다. 따라서, 시일(104)은 촉매 담체(10)의 상단에, 선택적으로 상단 표면(102)의 일부로서 위치될 수 있거나, 이는 담체 외측 벽(103) 내의 개구(105)들 위에 위치된다면 담체 외측 벽(103) 상의 적합한 지점에 위치될 수 있다.
반응기 튜브(8) 내로의 삽입 동안, 촉매 담체(10)의 시일(104)은 반응기 튜브(8)의 내측 표면과 밀봉식으로 맞물릴 수 있다. 특히, 반응기 튜브(8)에 대한 시일(104)의 맞물림은 시일(104)의 변형을 야기할 수 있다.
시일(104)의 변형은 설치 후 촉매 담체(10)의 축방향 위치를 반응기 튜브(8) 내에서 유지하는 것을 도울 수 있는 저항력을 생성할 수 있다. 게다가, 시일(104)의 변형은 촉매 담체(10)의 상부 단부와 반응기 튜브(8)의 내측 표면 사이의 액밀 및/또는 기밀 밀봉을 촉진하는 데 사용될 수 있다.
일단 반응기 튜브(8) 내에 설치되면, 촉매 담체(10)들은 그들의 길이방향 축들이 정렬되고 일치하는 상태로 차례로 쌓인 적층된 배열을 형성할 수 있다. 전술된 바와 같이, 촉매 담체(10)들의 스택(stack)은 그들의 제1 위치에 있을 때 유지 장치(20)들에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 지지될 수 있다.
하향 유동을 갖는 관형 반응기(1)에서의 사용 시, 반응물(들)은 반응기 튜브(8)를 통해 하향으로 유동하여서, 적층된 형태에서의 최상부 촉매 담체(10)의 상단 표면(102)과 먼저 접촉한다. 시일(104)은 촉매 담체(10)의 측부 둘레에서 반응물(들)의 통과를 막는다. 따라서, 상단 표면(102)은 반응물들을 측방향 개구(133)들을 통해, 천공된 내측 튜브(120)에 의해 한정된 내측 용기 벽(111) 내의 내측 채널(112)의 상부 단부에서의 중심 입구(134) 내로 내향으로 안내된다.
이어서, 반응물(들)은 천공된 내측 튜브(120)를 통해 환상 용기(110)로 들어가고, 이어서 천공된 중간 튜브(121)에 의해 한정된 외측 용기 벽(113)을 향하여 촉매 층을 통해 반경방향으로 통과한다. 이러한 통과 동안, 반응물(들)은 촉매와 접촉하고 반응이 일어나 생성물(들)을 형성한다.
미반응 반응물 및 생성물은 이어서 천공된 중간 튜브(121)를 통해 환상 용기(110) 밖으로 유동한다. 이어서, 외측 튜브(122)에 의해 한정된 담체 외측 벽(103)은 반응물 및 생성물이 담체 외측 벽(103) 내의 개구(105)들에 도달할 때까지 담체 외측 벽(103)의 내측 표면과 천공된 중간 튜브(121) 사이에서 반응물 및 제품을 상향으로 안내된다. 이들은 이어서 개구(105)들을 통해 안내되고, 열전달이 일어나는 반응기 튜브(8)의 내측 표면과 담체 외측 벽(103)의 외측 표면 사이에서 하향으로 유동한다.
이어서, 미반응 반응물 및 생성물은 적층된 형태에서의 하부 촉매 담체(10)의 상단 표면(102)과 접촉할 수 있고, 전술된 과정은 반복될 수 있다. 이러한 패턴은 반응물(들) 및 생성물(들)이 반응기 튜브(8)의 하부 단부 밖에서 수집될 때까지 이들이 적층된 형태를 따라 하향 통과함에 따라 반복될 수 있다.
생성물들, 특히 액체 생성물들 중 일부는 채널 단부 표면(116)에 제공된 배출 구멍을 통해 내측 채널(112) 밖으로 하부 촉매 담체(10)의 내측 채널(112) 내로 배출될 수 있다. 그러한 생성물들은 이어서 촉매 담체(10)들의 적층된 형태를 따라 계속 하향 배출되고 반응기 튜브(8)의 하부 단부에서의 출구(12) 밖에서 수집될 수 있다.
본 개시내용의 추가의 태양들 및 실시예들이 하기의 항목들에 제시되어 있다:
항목 1. 관형 반응기용 반응기 튜브, 및 반응기 튜브와 연관되는 유지 장치로서,
반응기 튜브는, 사용 시 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 촉매를 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브의 형태이며,
유지 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성되고,
제1 위치에서, 유지 장치는 촉매를 보어 내에서 유지하기 위해 출구를 적어도 부분적으로 차단하며,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 2. 항목 1의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 유지 장치는 세장형 튜브의 길이방향 축에 평행하고 이와 일치하지 않는 축을 중심으로 회전가능한, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 3. 항목 1 또는 항목 2의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 유지 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능한 회전가능 몸체를 포함하는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 4. 항목 3의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 몸체는 회전가능 몸체의 상이한 원주방향 영역들에 배열된 적어도 하나의 차단 부분 및 적어도 하나의 비-차단 부분을 포함하며,
제1 위치에서, 적어도 하나의 차단 부분은 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 제2 위치에서, 적어도 하나의 비-차단 부분은 출구와 정렬되도록 구성되는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 5. 항목 3 또는 항목 4의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 몸체는 중심 피벗을 포함하고, 회전가능 몸체는 중심 피벗을 중심으로 회전하도록 구성되는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 6. 항목 3 내지 항목 5 중 어느 한 항목의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 몸체는 회전가능 디스크를 포함하는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 7. 항목 6의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 디스크는 디스크 몸체 및 적어도 하나의 개구를 포함하며,
제1 위치에서, 디스크 몸체는 촉매를 보어 내에서 유지하기 위해 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 제2 위치에서, 적어도 하나의 개구는 출구와 정렬되도록 구성되는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 8. 항목 7의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 적어도 하나의 개구는 회전가능 디스크의 적어도 하나의 절제된 세그먼트를 한정하도록 디스크 몸체의 주연부까지 연장되는 적어도 하나의 개방 개구인, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 9. 항목 8의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 디스크의 상기 또는 각각의 절제된 세그먼트는 렌즈 형상인, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 10. 항목 7 내지 항목 9 중 어느 한 항목의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 상기 디스크 몸체는 궁형-형상인, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 11. 항목 7 내지 항목 10 중 어느 한 항목의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 몸체는 1개, 2개, 3개 또는 4개의 개구들을 포함하는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 12. 항목 3 내지 항목 11 중 어느 한 항목의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 몸체는 아암 또는 로브를 포함하며,
제1 위치에서, 아암 또는 로브는 촉매를 보어 내에서 유지하기 위해 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 제2 위치에서, 아암 또는 로브는 출구와 정렬되지 않도록 구성되는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 13. 항목 12의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 회전가능 몸체는 2개, 3개 또는 4개의 아암들 또는 로브들을 포함하는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 14. 항목 1 내지 항목 13 중 어느 한 항목의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 보어는 사용 시 촉매를 수용하고 보어 내로 삽입가능한 복수의 촉매 담체들의 형태로 촉매를 수납하도록 구성되며,
제1 위치에서, 유지 장치는 복수의 촉매 담체들을 보어 내에서 유지하도록 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 복수의 촉매 담체들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 15. 항목 14의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 제1 위치에서, 유지 장치는 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 지지하도록 구성되는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 16. 항목 15의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 제1 위치에서, 상기 유지 장치는,
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 직접적으로 지지하거나, 또는
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 자체적으로 지지하는 지지 장치와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 간접적으로 지지하는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 17. 항목 1 내지 항목 13 중 어느 한 항목의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 보어는 사용 시 보어 내로 성기게 충전된 촉매 입자들의 형태로 촉매를 수용하도록 구성되며,
제1 위치에서, 유지 장치는 촉매 입자들을 보어 내에서 유지하도록 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 18. 항목 17의 반응기 튜브 및 유지 장치로서, 촉매 입자들을 보어 내에서 지지하는 지지 장치를 더 포함하며,
제1 위치에서, 유지 장치는 지지 장치 및 이에 따라 촉매 입자들을 보어 내에서 유지하도록 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
제2 위치에서, 출구는 출구 밖으로의 지지 장치 및 이후의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
항목 19. 복수의 반응기 튜브들 및 복수의 유지 장치들을 포함하는 관형 반응기로서,
각각의 반응기 튜브는, 사용 시 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 촉매를 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브를 포함하며,
각각의 유지 장치는 하나 이상의 반응기 튜브와 연관되고, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성되며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 촉매를 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 하나의 출구는 상기 출구 밖으로의 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 관형 반응기.
항목 20. 항목 19의 관형 반응기로서, 그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 전부의 보어 내에서 촉매를 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하는, 관형 반응기.
항목 21. 항목 19 또는 항목 20의 관형 반응기로서, 그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 2개 또는 전부의 출구는 상기 출구들 밖으로의 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 관형 반응기.
항목 22. 항목 19 내지 항목 21 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 반응기 튜브는 그의 출구와 연관된 2개, 3개 또는 4개의 유지 장치들을 갖는, 관형 반응기.
항목 23. 항목 19 내지 항목 22 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 복수의 유지 장치들은 서로 독립적으로 각각 회전가능한, 관형 반응기.
항목 24. 항목 19 내지 항목 22 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 복수의 유지 장치들 중 2개 이상은 동기식으로 회전가능하도록 상호연결되는, 관형 반응기.
항목 25. 항목 24의 관형 반응기로서, 유지 장치들 중 2개 이상은 링크 부재에 의해 상호연결되고, 링크 부재는 2개 이상의 유지 장치들을 회전시키도록 작동가능한, 관형 반응기.
항목 26. 항목 19 내지 항목 25 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 복수의 반응기 튜브들은 각각의 쌍의 반응기 튜브들이 균일한 중심간 거리(D)만큼 분리된 등간격의 규칙적인 패턴으로 배열되고,
복수의 유지 장치들은 또한 각각의 쌍의 유지 장치들이 균일한 중심간 거리(D)만큼 분리된 등간격의 규칙적인 패턴으로 배열되며,
유지 장치들의 등간격의 규칙적인 패턴은 반응기 튜브들의 등간격의 규칙적인 패턴으로부터 오프셋되는, 관형 반응기.
항목 27. 항목 19 내지 항목 26 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 유지 장치는 2개의 반응기 튜브들 사이, 선택적으로 3개 또는 4개의 반응기 튜브들 사이의 틈새에서 정렬되는, 관형 반응기.
항목 28. 항목 19 내지 항목 27 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 유지 장치는 세장형 튜브들의 길이방향 축들에 평행하고 이들과 일치하지 않는 축을 중심으로 회전가능한, 관형 반응기.
항목 29. 항목 19 내지 항목 28 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 유지 장치는 그의 제1 위치와 그의 제2 위치 사이에서 회전가능한 회전가능 몸체를 포함하는, 관형 반응기.
항목 30. 항목 29의 관형 반응기로서, 각각의 회전가능 몸체는 회전가능 몸체의 상이한 원주방향 영역들에 배열된 적어도 하나의 차단 부분 및 적어도 하나의 비-차단 부분을 포함하며,
그의 제1 위치에서, 적어도 하나의 차단 부분은 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 그의 제2 위치에서, 적어도 하나의 비-차단 부분은 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구와 정렬되도록 구성되는, 관형 반응기.
항목 31. 항목 29 또는 항목 30의 관형 반응기로서, 각각의 회전가능 몸체는 중심 피벗을 포함하고, 회전가능 몸체는 중심 피벗을 중심으로 회전하도록 구성되는, 관형 반응기.
항목 32. 항목 29 내지 항목 31 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 회전가능 몸체는 회전가능 디스크를 포함하는, 관형 반응기.
항목 33. 항목 32의 관형 반응기로서, 회전가능 디스크는 디스크 몸체 및 적어도 하나의 개구를 포함하고,
그의 제1 위치에서, 디스크 몸체는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 그의 제2 위치에서, 적어도 하나의 개구는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구와 정렬되도록 구성되는, 관형 반응기.
항목 34. 항목 33의 관형 반응기로서, 적어도 하나의 개구는 회전가능 디스크의 적어도 하나의 절제된 세그먼트를 한정하도록 디스크 몸체의 주연부까지 연장되는 적어도 하나의 개방 개구인, 관형 반응기.
항목 35. 항목 34의 관형 반응기로서, 회전가능 디스크의 상기 또는 각각의 절제된 세그먼트는 렌즈 형상인, 관형 반응기.
항목 36. 항목 33 내지 항목 35 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 디스크 몸체는 궁형-형상인, 관형 반응기.
항목 37. 항목 29 내지 항목 36 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 회전가능 몸체는 1개, 2개, 3개 또는 4개의 개구들을 포함하는, 관형 반응기.
항목 38. 항목 29 내지 항목 37 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 회전가능 몸체는 아암 또는 로브를 포함하며,
제1 위치에서, 아암 또는 로브는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 제2 위치에서, 아암 또는 로브는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구와 정렬되지 않도록 구성되는, 관형 반응기.
항목 39. 항목 38의 관형 반응기로서, 그의 제1 위치에서, 아암 또는 로브는 2개 이상의 연관된 반응기 튜브들을 가로질러 연장되는, 관형 반응기.
항목 40. 항목 38 또는 항목 39의 관형 반응기로서, 아암 또는 로브는 직선형이거나 곡선형인, 관형 반응기.
항목 41. 항목 38 내지 항목 40 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 회전가능 몸체는 2개, 3개 또는 4개의 아암들 또는 로브들을 포함하는, 관형 반응기.
항목 42. 항목 19 내지 항목 41 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 복수의 반응기 튜브들을 지지하는 튜브 시트를 더 포함하고,
복수의 유지 장치들은 튜브 시트에 장착되는, 관형 반응기.
항목 43. 항목 42의 관형 반응기로서, 복수의 유지 장치들은 튜브 시트의 스터드 볼트들에 장착되는, 관형 반응기.
항목 44. 항목 19 내지 항목 43 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 유지 장치들의 회전을 선택적으로 방지하기 위한 복수의 로킹 요소들을 더 포함하는, 관형 반응기.
항목 45. 항목 44의 관형 반응기로서, 각각의 로킹 요소는 상기 유지 장치들의 회전을 막기 위해 하나 이상의 유지 장치에 닿아 맞물릴 수 있는 로킹 몸체를 포함하는, 관형 반응기.
항목 46. 항목 19 내지 항목 45 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 보어는 사용 시 촉매를 수용하고 보어 내로 삽입가능한 복수의 촉매 담체들의 형태로 촉매를 수납하도록 구성되며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 복수의 촉매 담체들을 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 하나의 출구는 상기 출구 밖으로의 복수의 촉매 담체들의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 관형 반응기.
항목 47. 항목 46의 관형 반응기로서, 그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 지지하도록 구성되는, 관형 반응기.
항목 48. 항목 47의 관형 반응기로서, 그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는,
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 직접적으로 지지하거나, 또는
복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 자체적으로 지지하는 지지 장치와 접촉함으로써 복수의 촉매 담체들 중 맨 끝의 촉매 담체를 간접적으로 지지하는, 관형 반응기.
항목 49. 항목 19 내지 항목 45 중 어느 한 항목의 관형 반응기로서, 각각의 보어는 사용 시 보어 내로 충전된 촉매 입자들의 형태로 촉매를 수용하도록 구성되며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 촉매 입자들을 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 하나의 출구는 상기 출구 밖으로의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않는, 관형 반응기.
항목 50. 항목 49의 관형 반응기로서, 촉매 입자들을 보어들 내에서 지지하는 복수의 지지 장치들을 더 포함하며,
그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 보어 내에서 지지 장치 및 이에 따라 촉매 입자들을 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 출구는 상기 출구 또는 출구들 밖으로의 지지 장치 및 이후의 촉매 입자들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않는, 관형 반응기.
항목 51. 촉매를 관형 반응기의 반응기 튜브 내로 그리고 밖으로 로딩 및 언로딩하는 방법으로서, 반응기 튜브는 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 촉매를 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브를 포함하는, 상기 방법으로서,
로딩하는 방법은,
유지 장치를 반응기 튜브의 출구와 연관시키는 단계;
유지 장치를 유지 장치가 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 제1 위치로 회전시키는 단계;
촉매가 유지 장치에 의해 유지 및 지지되도록 촉매를 반응기 튜브 내로 로딩하는 단계
를 포함하고,
언로딩하는 방법은,
유지 장치를 출구가 충분하게 차단되지 않는 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
촉매를 출구 밖으로 배출하는 단계
를 포함하는, 방법.
항목 52. 항목 51의 방법으로서, 2개 이상의 유지 장치들이 반응기 튜브의 출구와 연관되고, 로딩하는 방법은,
2개 이상의 유지 장치들의 각각을 이들이 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 그들의 제1 위치로 회전시키는 단계;
촉매가 유지 장치들에 의해 유지 및 지지되도록 촉매를 반응기 튜브 내로 로딩하는 단계
를 포함하고,
언로딩하는 방법은,
2개 이상의 유지 장치들의 각각을 출구가 충분하게 차단되지 않는 그들의 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
촉매를 출구 밖으로 배출하는 단계
를 포함하는, 방법.
항목 53. 항목 51 또는 항목 52의 방법으로서, 관형 반응기는 복수의 반응기 튜브들 및 복수의 유지 장치들을 포함하고,
로딩하는 방법은,
각각의 유지 장치를 유지 장치가 적어도 하나의 반응기 튜브의 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 그의 제1 위치로 회전시키는 단계;
촉매가 유지 장치들에 의해 유지 및 지지되도록 촉매를 반응기 튜브들 내로 로딩하는 단계
를 포함하고,
언로딩하는 방법은,
유지 장치들 중 하나 이상을 반응기 튜브들 중 적어도 하나의 출구가 충분하게 차단되지 않도록 그의 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
촉매를 상기 출구 또는 출구들 밖으로 배출하는 단계
를 포함하는, 방법.
항목 54. 항목 53의 방법으로서, 반응기 튜브들은, 한 번에 하나의 반응기 튜브만의 출구를 충분하게 차단하지 않도록 유지 장치들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 하나씩 언로딩되는, 방법.
항목 55. 항목 53의 방법으로서, 반응기 튜브들은, 2개 이상의 반응기 튜브들의 출구들을 동시에 충분하게 차단하지 않도록 유지 장치들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 2개 이상씩 언로딩되는, 방법.
항목 56. 항목 51 내지 항목 55 중 어느 한 항목의 방법으로서, 촉매는 촉매를 복수의 촉매 담체들 내에 제공하고 복수의 촉매 담체들을 각각의 보어 내로 로딩함으로써 각각의 보어 내로 로딩되는, 방법.
항목 57. 항목 51 내지 항목 55 중 어느 한 항목의 방법으로서, 촉매는 각각의 보어 내로 성긴 촉매 미립자를 충전함으로써 각각의 보어 내로 로딩되는, 방법.

Claims (20)

  1. 관형 반응기용 반응기 튜브, 및 상기 반응기 튜브와 연관되는 유지 장치로서,
    상기 반응기 튜브는, 사용 시 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 상기 촉매를 상기 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 상기 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브의 형태이며,
    상기 유지 장치는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성되고,
    상기 제1 위치에서, 상기 유지 장치는 상기 촉매를 상기 보어 내에서 유지하기 위해 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하며,
    상기 제2 위치에서, 상기 출구는 상기 출구 밖으로의 상기 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유지 장치는 상기 세장형 튜브의 길이방향 축에 평행하고 이와 일치하지 않는 축을 중심으로 회전가능한, 반응기 튜브 및 유지 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유지 장치는 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 회전가능한 회전가능 몸체를 포함하는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 회전가능 몸체는 회전가능 디스크를 포함하는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회전가능 디스크는 디스크 몸체 및 적어도 하나의 개구를 포함하며,
    상기 제1 위치에서, 상기 디스크 몸체는 상기 촉매를 상기 보어 내에서 유지하기 위해 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 상기 제2 위치에서, 상기 적어도 하나의 개구는 상기 출구와 정렬되도록 구성되며,
    선택적으로, 상기 회전가능 디스크의 각각의 절제된 세그먼트(cut-out segment)는 렌즈 형상이고, 상기 디스크 몸체는 궁형-형상(lune-shaped)인, 반응기 튜브 및 유지 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 회전가능 몸체는 아암(arm) 또는 로브(lobe)를 포함하며,
    상기 제1 위치에서, 상기 아암 또는 로브는 상기 촉매를 상기 보어 내에서 유지하기 위해 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하도록 구성되고, 상기 제2 위치에서, 상기 아암 또는 로브는 상기 출구와 정렬되지 않도록 구성되는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어는 사용 시 상기 촉매를 수용하고 상기 보어 내로 삽입가능한 복수의 촉매 담체들의 형태로 상기 촉매를 수납하도록 구성되며,
    상기 제1 위치에서, 상기 유지 장치는 상기 복수의 촉매 담체들을 상기 보어 내에서 유지하도록 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
    상기 제2 위치에서, 상기 출구는 상기 출구 밖으로의 상기 복수의 촉매 담체들의 배출을 허용하기에 충분하게 차단되지 않는, 반응기 튜브 및 유지 장치.
  8. 복수의 반응기 튜브들 및 복수의 유지 장치들을 포함하는 관형 반응기로서,
    각각의 반응기 튜브는, 사용 시 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 상기 촉매를 상기 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 상기 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브를 포함하며,
    각각의 유지 장치는 하나 이상의 반응기 튜브와 연관되고, 제1 위치와 제2 위치 사이에서 회전가능하도록 구성되며,
    그의 제1 위치에서, 각각의 유지 장치는 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 상기 보어 내에서 상기 촉매를 유지하기 위해 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 하나, 일부 또는 전부의 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하고,
    그의 제2 위치에서, 그의 하나 이상의 연관된 반응기 튜브 중 적어도 하나의 상기 출구는 상기 출구 밖으로의 상기 촉매의 배출을 허용하기 위해 충분하게 차단되지 않는, 관형 반응기.
  9. 제8항에 있어서, 각각의 반응기 튜브는 그의 출구와 연관된 2개, 3개 또는 4개의 유지 장치들을 갖는, 관형 반응기.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 복수의 유지 장치들은 서로 독립적으로 각각 회전가능하거나, 또는
    상기 복수의 유지 장치들 중 2개 이상이 동기식으로 회전가능하도록 상호연결되는, 관형 반응기.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 유지 장치는 2개의 반응기 튜브들 사이, 선택적으로 3개 또는 4개의 반응기 튜브들 사이의 틈새(interstice)에서 정렬되는, 관형 반응기.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 유지 장치는 상기 세장형 튜브들의 길이방향 축들에 평행하고 이들과 일치하지 않는 축을 중심으로 회전가능한, 관형 반응기.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 반응기 튜브들을 지지하는 튜브 시트(sheet)를 더 포함하고,
    상기 복수의 유지 장치들은 상기 튜브 시트에 장착되며,
    선택적으로, 상기 복수의 유지 장치들은 상기 튜브 시트의 스터드 볼트(stud bolt)들에 장착되는, 관형 반응기.
  14. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 장치들의 회전을 선택적으로 방지하기 위한 복수의 로킹(locking) 요소들을 더 포함하고,
    선택적으로, 각각의 로킹 요소는 상기 유지 장치들의 회전을 막기 위해 하나 이상의 유지 장치에 닿아 맞물릴 수 있는 로킹 몸체를 포함하는, 관형 반응기.
  15. 촉매를 관형 반응기의 반응기 튜브 내로 그리고 밖으로 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)하는 방법으로서, 상기 반응기 튜브는 촉매를 수납하기 위한 보어를 한정하고, 상기 촉매를 상기 보어 밖으로 배출하기 위한 출구를 상기 보어의 일 단부에서 갖는 세장형 튜브를 포함하는, 상기 방법으로서,
    상기 로딩하는 방법은,
    유지 장치를 상기 반응기 튜브의 상기 출구와 연관시키는 단계;
    상기 유지 장치를 상기 유지 장치가 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 제1 위치로 회전시키는 단계;
    상기 촉매가 상기 유지 장치에 의해 유지 및 지지되도록 상기 촉매를 상기 반응기 튜브 내로 로딩하는 단계
    를 포함하고,
    상기 언로딩하는 방법은,
    상기 유지 장치를 상기 출구가 충분하게 차단되지 않는 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
    상기 촉매를 상기 출구 밖으로 배출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 2개 이상의 유지 장치들이 상기 반응기 튜브의 상기 출구와 연관되고, 상기 로딩하는 방법은,
    상기 2개 이상의 유지 장치들의 각각을 이들이 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 그들의 제1 위치로 회전시키는 단계;
    상기 촉매가 상기 유지 장치들에 의해 유지 및 지지되도록 상기 촉매를 상기 반응기 튜브 내로 로딩하는 단계
    를 포함하고,
    상기 언로딩하는 방법은,
    상기 2개 이상의 유지 장치들의 각각을 상기 출구가 충분하게 차단되지 않는 그들의 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
    상기 촉매를 상기 출구 밖으로 배출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 관형 반응기는 복수의 반응기 튜브들 및 복수의 유지 장치들을 포함하고,
    상기 로딩하는 방법은,
    각각의 유지 장치를 상기 유지 장치가 적어도 하나의 반응기 튜브의 상기 출구를 적어도 부분적으로 차단하는 그의 제1 위치로 회전시키는 단계;
    상기 촉매가 상기 유지 장치들에 의해 유지 및 지지되도록 상기 촉매를 상기 반응기 튜브들 내로 로딩하는 단계
    를 포함하고,
    상기 언로딩하는 방법은,
    상기 유지 장치들 중 하나 이상을 상기 반응기 튜브들 중 적어도 하나의 상기 출구가 충분하게 차단되지 않도록 그의 제2 위치로 회전시키는 단계; 및
    상기 촉매를 상기 출구 또는 출구들 밖으로 배출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 반응기 튜브들은, 한 번에 하나의 반응기 튜브만의 상기 출구를 충분하게 차단하지 않도록 상기 유지 장치들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 하나씩 언로딩되거나, 또는
    상기 반응기 튜브들은, 2개 이상의 반응기 튜브들의 상기 출구들을 동시에 충분하게 차단하지 않도록 상기 유지 장치들을 선택적으로 회전시킴으로써, 한 번에 2개 이상씩 언로딩되는, 방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매는 상기 촉매를 복수의 촉매 담체들 내에 제공하고 상기 복수의 촉매 담체들을 각각의 보어 내로 로딩함으로써 각각의 보어 내로 로딩되는, 방법.
  20. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매는 각각의 보어 내로 성긴 촉매 미립자를 충전함으로써 각각의 보어 내로 로딩되는, 방법.
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